Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado ... · 2.1 Clasificación de los...

Tecnológico de Estudios Superiores del Oriente del Estado de México.

(TESOEM)

INGENIERÍA AMBIENTAL.

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AMBIENTAL.

Realizó: Miriam Vega Loyola.

EDO. MÉXICO. FEBRERO, 2006.

Gobierno del Estado de México Secretaría de Educación, Cultura y Bienestar Social Subsecretaría de Educación Media Superior y Superior Tecnológico de Estudios Superiores del Oriente del Estado de México. Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de México

SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA

INDICE

Contenido Página

UNIDAD I Problemática Ambiental.

Introducción. 1

Glosario. 2

1.1 El hombre y su influencia en el medio. 12

1.2 Consecuencias de la contaminación. 16

1.3 Situación global actual. 21

1.4 Órganos legislativos en materia ambiental. 24

Autoevaluación. 28

UNIDAD II Prevención y control de la contaminación del agua.

2.1 Introducción. 31

2.2 Calidad del agua. 35

2.3 Uso eficiente del agua. 37

2.4 Tipos de contaminantes. 43

2.5 Aguas residuales. 49

2.6 Sistemas de tratamiento. 52

2.7 Marco legal en materia de contaminación del agua. 64

Autoevaluación. 66

UNIDAD III Prevención y Control de la contaminación del aire.


3.2 Calidad del aire. 69

3.3 Fuentes de contaminación del aire. 73


3.5 Sistemas de control de la contaminación del aire. 83

3.6 Marco legal en materia de contaminación del aire. 98

Autoevaluación. 99

UNIDAD IV Prevención y control de la contaminación del suelo.


4.2 Composición del suelo 102

4.3 Propiedades físicas y químicas del suelo. 107

4.4 Fuentes de generación de contaminantes. 119


4.6 Remediación de suelos. 129

4.7 Marco legal en materia de contaminación de suelos. 142

Autoevaluación. 143

UNIDAD V Manejo de residuos.


5.2 Clasificación de residuos. 147

5.3 Manejo y disposición de residuos no peligrosos. 152

5.4 Manejo y disposición de residuos peligrosos. 162

5.5 Marco legal en materia de residuos sólidos. 172

Autoevaluación. 174

Bibliografía 175

INDICE DE TABLAS

No. Tabla Contenido Página

1.1 Legislación Ambiental en México. 26

2.1 Clasificación de los sólidos. 45

2.2 Efectos de algunos contaminantes químicos inorgánicos en la

salud.

46

2.3 Contaminantes convencionales 48

2.4 Normatividad Mexicana en el rubro de agua 65

3.1 Contaminantes atmosféricos 72

3.2 Clasificación de los contaminantes atmosféricos. 75

3.3 Generación y efectos materiales de los contaminantes

atmosféricos.

80

3.4 Tratamiento empleados en los procesos industriales. 90

3.5 Legislación en materia de atmósfera. 98

4.1 Diferentes clases texturales del suelo. 108

4.2 Tamaños de partículas para diferentes texturas. 109

4.3 Escala de pH para el suelo. 114

4.4 Interpretación del contenido de MOS. 117

4.5 Legislación vigente en el rubro de suelo 142

5.1 Vectores de enfermedades por exposición a residuos sólidos. 154

5.2 Generación municipal per cápita de residuos. 154

5.3 Composición porcentual de los residuos. 155

5.4 Residuos peligrosos presentes en los residuos sólidos

municipales.

157

5.5 Residuos peligrosos de acuerdo a sus propiedades CRETIB. 168

5.6 Normatividad vigente en materia de residuos sólidos y

peligrosos.

173

INDICE DE FIGURAS

No. de Figura Contenido Página

2.1 Molécula del agua. 31

2.2 Diagrama de flujo de tratamiento de aguas residuales. 56

2.3 Planta de tratamiento de agua. 57

4.1 Material mineral no consolidado. 105

4.2 Permeabilidad para un sistema de dos fases. 113

5.1 Diagrama de flujo para la clasificación de residuos 148

5.2 Etapas del procesamiento de los residuos sólidos. 152

CCAAPPIITTUULLOO II

CCAAPPIITTUULLOO IIII

CCAAPPIITTUULLOO IIIIII

CCAAPPIITTUULLOO IIVV

CCAAPPIITTUULLOO VV

Carta de Seattle, jefe de la tribu Suwamish al presidente de los

Estados Unidos, Mr. Franklin Pierce, en el año 1855, como

respuesta a su oferta de compra de las tierras Suwamish.

Mis palabras son inmutables como estrellas.

¿Cómo se puede comprar el cielo o

el calor de la tierra?. Ésa es para nosotros una idea extravagante. Si nadie puede

poseer la frescura del viento, ni el fulgor del agua, ¿cómo es posible que ustedes

se propongan comprarlos?. Mi pueblo considera que cada elemento de este

territorio es sagrado. Cada pino brillante que está naciendo, cada grano de arena

en las playas de los ríos, los arroyos, cada gota de rocío entre las sombras de los

bosques, cada colina, y hasta el sonido de los insectos, son cosas sagradas para

la mentalidad y las tradiciones de mi pueblo.

La savia circula por dentro de los árboles llevando consigo la memoria de los

pieles rojas. Los caras pálidas, olvidan a su nación cuando mueren y emprenden

el viaje a l as estrellas. No sucede igual con nuestros muertos, nunca olvidan a

nuestra madre tierra. Nosotros somos parte de l a tierra, y la tierra es parte de

nosotros. Las flores que aroman el aire son nuestras hermanas. El venado, el

caballo y el águila también son nuestros hermanos. Los desfiladeros, los

pastizales húmedos, el calor del cuerpo del caballo o del nuestro, forman un todo

único.

Por lo antes dicho, creo que el jefe de los caras pálidas pide demasiado al querer

comprarnos nuestras tierras. El jefe de l os caras pálidas dice que al venderle

nuestras tierras él nos reservaría un lugar donde podríamos vivir cómodamente, y

que él se convertiría en nuestro padre. Pero no podemos aceptar su oferta, porque

para nosotros esta tierra es sagrada. El agua que circula por los ríos y los arroyos

de nuestro territorio no es sólo agua, es también la sangre de nuestros ancestros.

Si les vendiéramos nuestra tierra tendrían que tratarla como sagrada, y esto

mismo tendrían que enseñarle a sus hijos.

Cada cosa que se refleja en las aguas cristalinas de los lagos habla de los

sucesos pasados de nuestro pueblo. La voz del padre de mi padre está en el

murmullo de las aguas que corren. Estamos hermanados con los ríos que sacian

nuestra sed. Los ríos conducen nuestras canoas y alimentan a nuestros hijos. Si

les vendiéramos nuestras tierras, tendrían que tratar a l os ríos con dulzura de

hermanos y enseñar esto a sus hijos.

Los caras pálidas no entienden nuestro modo de vida. Los caras pálidas no

conocen la diferencia que hay entre dos terrones. Ustedes son extranjeros que

llegan por la noche a usurpar de la tierra lo que necesitan. No tratan a la tierra

como hermana, sino como enemiga. Ustedes conquistan territorios y luego los

abandonan, dejando ahí a su s muertos sin que les importe nada. La tierra

secuestra a los hijos de los caras pálidas, a ella tampoco le importan ustedes.

Los caras pálidas tratan a la tierra y al cielo-padre como si fueran simples cosas

que se compran, como si fueran cuentas de collares que intercambian por otros

objetos. El apetito de los caras pálidas terminará devorando todo lo que hay en las

tierras, hasta convertirlas en desiertos. Nuestro modo de vida es muy diferente al

de ustedes. Los ojos de los pieles rojas se llenan de vergüenza cuando visitan las

poblaciones de los caras pálidas. Tal vez esto se deba a q ue nosotros somos

silvestres y no los entendemos a ustedes.

En las poblaciones de los caras pálidas no hay tranquilidad, ahí no puede oírse el

abrir de las hojas primaverales, ni el aleteo de los insectos, eso lo descubrimos

porque somos silvestres. El ruido de sus poblaciones insulta a nuestros oídos.

¿Para qué le sirve la vida al ser humano si no puede escuchar el canto solitario del

pájaro chotacabras?, ¿si no puede oír la algarabía nocturna de las ranas al borde

de los estanques? Como piel roja no entiendo a l os caras pálidas. Nosotros

tenemos preferencias por los vientos suaves que susurran sobre los estanques,

por los aromas de este límpido viento, por la llovizna del mediodía o por el

ambiente que los pinos aromatizan.

Para los pieles rojas el aire tiene un valor incalculable, ya que todos los seres

compartimos el mismo aliento, todos: los árboles, los animales, los hombres. Los

caras pálidas no tienen conciencia del aire que respiran, son moribundos

insensibles a lo pestilente.

Si les vendiéramos nuestras tierras, deben saber que el aire tiene un inmenso

valor, deben entender que el aire comparte su espíritu con la vida que sostiene. El

primer soplo de vida que recibieron nuestros abuelos vino de ese aliento. Si les

vendiéramos nuestras tierras tienen que tratarlas como sagradas. En estas tierras

hasta los caras pálidas pueden disfrutar el viento que aroman las flores de las

praderas.

Si les vendiéramos las tierras, ustedes deben tratar a l os animales como

hermanos. Yo he visto a miles de búfalos en descomposición en los campos. Los

caras pálidas matan búfalos con sus trenes y ahí los dejan. No entiendo como los

caras pálidas le conceden más valor a una máquina humeante que a un búfalo.

Si todos los animales fueran exterminados, el hombre también perecería entre una

enorme soledad espiritual. El destino de los animales es el mismo que el de los

hombres. Todo se armoniza. Ustedes tienen que enseñarles a sus hijos que el

suelo que pisan contiene las cenizas de nuestros ancestros. Que la tierra se

enriquece con las vidas de nuestros semejantes. La tierra debe ser respetada.

Enseñen a sus hijos lo que los nuestros ya saben, que la tierra es nuestra madre.

Lo que la tierra padezca será padecido por sus hijos. Cuando los hombres

escupen al suelo se escupen ellos mismos. Nosotros estamos seguros de esto: la

tierra no es del hombre, sino que el hombre es de la tierra . Nosotros lo sabemos,

todo se armoniza, como la sangre que emparenta a l os hombres. Todo se

armoniza.

El hombre no teje el destino de la vida. El hombre es sólo una hebra de ese tejido.

Lo que haga en el tejido se lo hace a sí mismo. El cara pálida no escapa a ese

destino, aunque hable con su Dios como si fuera su amigo. A pesar de todo, tal

vez los pieles rojas y los caras pálidas seamos hermanos. Pero eso ya se verá

después.

Nosotros sabemos algo que los caras pálidas tal vez descubran algún día: ellos y

nosotros veneramos al mismo Dios. Ustedes creen que su Dios les pertenece, del

mismo modo que quieren poseer nuestras tierras. Pero no es así. Dios es de todos

los hombres y su compasión se extiende por igual entre pieles rojas y caras

pálidas. Dios estima mucho a esta tierra y quien la dañe provocará la furia del

Creador.

Tal vez los caras pálidas se extingan antes que las otras tribus. Está bien, sigan

infectando sus lechos y cualquier día despertarán ahogándose entre sus propios

desperdicios. Ustedes avanzarán llenos de gloria hacia su propia destrucción,

alentados por la fuerza del Dios que los trajo a estos lugares y que les ha dado

cierta protestad, quien sabe por qué designio.

Para nosotros es un misterio que ustedes estén aquí, pues aún no entendemos

por qué exterminan a los búfalos, ni por qué doman a los caballos, quienes por

naturaleza son salvajes, ni por qué hieren los recónditos lugares de los bosques

con sus alientos, ni por qué destruyen los paisajes con tantos cables parlantes.

¿Qué ha sucedido con las plantas? Están destruidas. ¿Qué ha sucedido con el

águila? Ha desaparecido.

“ De hoy en adelante la vida ha terminado, ahora empieza la sobrevivencia.”

2

Glosario.

1.- Ambiente. El conjunto de elementos naturales y artificiales o inducidos por el

hombre que hacen posible la existencia y desarrollo de los seres humanos y

demás organismos vivos que interactúan en un espacio y tiempo determinados.

2.- Áreas naturales protegidas. Las zonas del territorio nacional y aquéllas sobre

las que la nación ejerce su soberanía y jurisdicción, en donde los ambientes

originales no han sido significativamente alterados por la actividad del ser humano

o que requieren ser preservadas y restauradas y están sujetas al régimen previsto

en la presente Ley.

3.- Aprovechamiento sustentable. La utilización de l os recursos naturales en

forma que se respete la integridad funcional y las capacidades de carga de l os

ecosistemas de los que forman parte dichos recursos, por periodos indefinidos.

4.- Biodegradable. Sustancia que se descomponen con relativa rapidez debido a

la acción de organismos tales como bacterias y hongos.

5.- Biodiversidad. La variabilidad de or ganismos vivos de cualquier fuente,

incluidos, entre otros, los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemas

acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la

diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas.

6.- Biotecnología. Toda aplicación tecnológica que utilice recursos biológicos,

organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o

procesos para usos específicos.

7.- Cadena Trófica. Serie o c onjunto de organismos, cada uno de los cuales

come o degrada al precedente. Representa la dependencia alimenticia de unos

organismos hacia otros en cualquier comunidad natural. Rara vez hay más de seis

eslabones en la cadena.

8.- Calidad de Vida. El grado en que los miembros de una sociedad humana

están satisfaciendo sus necesidades y están ejercitando plenamente sus

potencialidades humanas; la calidad de vida de una sociedad puede ser mejorada

permanentemente; el medio ambiente, en cuanto hábitat humano, es uno de los

condicionantes fundamentales de la calidad de vida. Este grado no se puede

3

cuantificar, sólo se le califica con fundamentos, a t ravés de un juicio de v alor.

Grado de satisfacción de l as necesidades de las personas o de l os grupos

sociales

9.- Contaminación. La presencia en el ambiente de uno o m ás contaminantes o

de cualquier combinación de ellos que cause desequilibrio ecológico.

Presencia y acción de los desechos orgánicos e inorgánicos en cantidades tales

que el medio ambiente se ve alterado en sus características físicas, químicas o

biológicas. La co ntaminación puede producirse por desechos no degradables o

por desechos biodegradables. La c ontaminación ocasiona pérdida de r ecursos

naturales, gastos para la supresión y control de ésta y, además puede perjudicar

la salud humana.

10.- Contaminante. Toda materia o energía en cu alesquiera de su s estados

físicos y formas, que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo, flora,

fauna o cualquier elemento natural, altere o modifique su composición y condición

natural.

Materiales, sustancias o energía que al incorporarse y/o actuar sobre el ambiente

degradan su calidad original a ni veles no propios para la salud y el bienestar

humano, poniendo en peligro los ecosistemas naturales.

11.- Contingencia Ambiental. Situación de riesgo derivado de actividades

humanas o fenómenos naturales, que pueden poner en peligro la integridad de

uno o varios ecosistemas.

Puede haber diferentes niveles, desde un aviso preliminar, hasta el que requiere

de acciones de emergencias.

12.- Control. Inspección, vigilancia y aplicación de las medidas necesarias para el

cumplimiento de las disposiciones establecidas en este ordenamiento.

13.- Criterios Ecológicos. Los lineamientos obligatorios contenidos en la

presente Ley, para orientar las acciones de preservación y restauración del

equilibrio ecológico, el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales y

la protección al ambiente, que tendrán el carácter de instrumentos de la política

ambiental.

14.- Desarrollo Sustentable. El proceso evaluable mediante criterios e

indicadores del carácter ambiental, económico y social que tiende a mejorar la

4

calidad de vida y la productividad de las personas, que se funda en medidas

apropiadas de preservación del equilibrio ecológico, protección del ambiente y

aprovechamiento de r ecursos naturales, de manera que no se comprometa la

satisfacción de las necesidades de las generaciones futuras.

Desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente sin

comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias

necesidades. Desarrollo que mejora la calidad de vida humana sin rebasar la

capacidad de carga de los ecosistemas que lo sustentan.

15.-Diagnóstico (Ambiental). Descripción del estado de situación ambiental de

un área sobre la base de la utilización integradora de indicadores con origen en

las ciencias sociales, exactas y naturales.

16.- Desequilibrio Ecológico. La alteración de las relaciones de

interdependencia entre los elementos naturales que conforman el ambiente, que

afecta negativamente la existencia, transformación y desarrollo del hombre y

demás seres vivos.

17.- Ecodesarrollo. Concepción del desarrollo que incluye la consideración de los

aspectos ambientales junto con los del crecimiento económico. Prevaleció a

finales de la década del setenta y principios de los ochenta, siendo su propulsor

más conocido Ignacy Sachs. Las principales características del concepto de

ecodesarrollo son: * Crítica al modelo convencional de desarrollo entendido como

crecimiento de bi enes y servicios socialmente disponibles. * Exigencia de un a

distribución equitativa de di chos bienes. * Necesidad de que los sistemas

económicos y de asentamientos humanos no pongan en peligro la conservación

de los recursos naturales y los sistemas ecológicos, considerados como herencia

para las futuras generaciones. * Un enfoque regionalista con estilos de desarrollo

diferentes para cada región, en base al uso de los recursos naturales y su

identidad cultural. * La realización humana como objetivo principal del desarrollo. *

El uso de t écnicas combinadas que integren conocimientos tradicionales

ecológicamente adaptadas, con otras producidas por el sistema mundial de

ciencia y técnica.

18.- Ecología. Es la Ciencia que estudia las interrelaciones entre los seres vivos y

su entorno. Estas interrelaciones pueden ser entre los organismos con su

5

ambiente exterior y de los componentes del ambiente físico entre sí. El estudio de

la Ecología pretende ser holístico (el todo) al analizar en f orma integrada,

idealmente todos los componentes señalados. (6). C iencia que estudia la

distribución y abundancia de los organismos.

19.- Ecosistema. La unidad funcional básica de i nteracción de l os organismos

vivos entre sí y de éstos con el ambiente, en un espacio y tiempo determinados.

Conjunto formado por los seres vivos (biocenosis o comunidad), el ámbito

territorial en el que viven (biotopo) y las relaciones que se establecen entre ellos,

tanto bióticas (influencias que los organismos reciben de o tros de su misma

especie o de especies diferentes) como abióticas (factores fisicoquímicos, como la

luminosidad, la temperatura, la humedad, etc.). BIOSISTEMA, SISTEMA

ECOLÓGICO, SISTEMA NATURAL.

20.- Educación Ambiental. Proceso de formación dirigido a toda la sociedad,

tanto en el ámbito escolar como en el ámbito extraescolar, para facilitar la

percepción integrada del ambiente a fin de lograr conductas más racionales a

favor del desarrollo social y del ambiente. La educación ambiental comprende la

asimilación de conocimientos, la formación de v alores, el desarrollo de

competencias y conductas con el propósito de garantizar la preservación de l a

vida.

21.- Efecto Invernadero. Sobrecalentamiento de la atmósfera terrestre (en la

troposfera) debido a l a acumulación de g ases de invernadero que permiten la

entrada la radiación visible, pero impide su salida en forma de radiación infrarroja

y posteriormente se vuelve a i rradiar de vuelta hacia la superficie de la tierra. El

fenómeno recibe ese nombre debido a que sucede algo similar en l os

invernaderos: El material translúcido o transparente de sus techos y paredes, deja

entrar toda la luz incidente pero no deja salir la totalidad de ella, puesto que la

radiación infrarroja, cuya longitud de ond a se modifica al chocar contra los

cuerpos sólidos, queda atrapada en forma de calor.

22.- Emergencia Ecológica. Situación derivada de actividades humanas o

fenómenos naturales que al afectar severamente a su s elementos, pone en

peligro uno o varios ecosistemas. Situación de riesgo derivado de actividades

humanas o fenómenos naturales, que pueden poner en peligro la integridad de

6

uno o varios ecosistemas. Puede haber diferentes niveles, desde un aviso

preliminar, hasta el que requiere de acciones de emergencias.

23.- Equilibrio Ecológico. La relación de interdependencia entre los elementos

que conforman el ambiente que hace posible la existencia, transformación y

desarrollo del hombre y demás seres vivos.

24.- Erosión. Proceso de desgaste y desintegración del terreno, pueden ser de

dos tipos: químico o mecánico, pero a menudo actúan simultáneamente.

25.- Eutroficación. Cambios físicos, químicos y biológicos que ocurren en un lago

u otro cuerpo de ag ua superficial debido al enriquecimiento excesivo (materia

orgánica y nutrientes: fosfatos y nitratos); cuyo efecto es el crecimiento excesivo

de algas y bacterias en el cuerpo de agua, con el posterior agotamiento del

oxígeno disuelto y la muerte de muchos organismos aeróbicos.

26.- Imeca. El Indice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA) es un valor de

referencia para que la población conozca los niveles de contaminación

prevalecientes en su zona de residencia, de manera precisa y oportuna, para que

tome las medidas pertinentes de protección.

27.- Impacto Ambiental. Modificación del ambiente ocasionada por la acción del

hombre o de la naturaleza.

La alteración positiva o negativa de la calidad ambiental, provocada o inducida por

cualquier acción del hombre. Es un juicio de valor sobre un efecto ambiental.

Alteración favorable (Impacto Positivo) o desf avorable (Impacto negativo) en el

medio o en al guno de los componentes del medio producido por una acci ón o

actividad. Esta acción puede ser un proyecto de ingeniería, un programa, una ley

o una disposición administrativa con implicancias ambientales. El Impacto es la

diferencia entre la situación ambiente futuro modificado, como producto de la

acción o actividad, y la situación del ambiente futuro tal como habría evolucionado

normalmente en forma natural. Cualquier cambio en el ambiente sea adverso o

benéfico resultante de manera total o parcial de l as actividades, productos o

servicios de una organización.

28.- Inversión térmica. Efecto caracterizado por el hecho de que las capas

inferiores del aire se hallan más frías que las de alturas mayores, por lo cual se

estancan y llegan a producir concentraciones altas de contaminantes en el aire,

7

así como condiciones poco saludables para los habitantes de zonas urbanas

densamente pobladas y congestionadas. Estratificación de la parte inferior de la

tropósfera que juega un importante papel en la contaminación atmosférica, por la

inmovilidad que confiere a esa capa, con la consiguiente incapacidad de

dispersión y dilución de los contaminantes. En esta capa de aire, la temperatura

aumenta con la altura, en vez de disminuir, como es lo natural en la tropósfera. De

esta manera, se impide todo movimiento y mezcla vertical, pues cualquier masa

de aire que ascienda se enfriará en relación con su entorno, por lo que será más

densa y se verá obligada a descender. El resultado es que se trata de una capa

estancada.

29.- Material peligroso. Elementos, substancias, compuestos, residuos o

mezclas de ellos que, independientemente de su estado físico, represente un

riesgo para el ambiente, la salud o los recursos naturales, por sus características

corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológico-infecciosas. 30.- Medio Ambiente. Es un sistema global complejo, de múltiples y variadas

interacciones, dinámico y evolutivo en el tiempo, formado por los sistemas físico,

biológico, social, económico, político y cultural en q ue vive el hombre y demás

organismos.

31.- Ombudsman. Es un mediador internacional para el medio ambiente y

desarrollo, su función es identificar, aconsejar y mediar los problemas

internacionales referentes al medio ambiente, recursos naturales.

32.- Ordenamiento Ecológico. Es un instrumento de política ambiental cuyo

objeto es regular o inducir el uso del suelo y las actividades productivas, con el fin

de lograr la protección del medio ambiente y la preservación y el aprovechamiento

sustentable de los recursos naturales, a partir del análisis de las tendencias del

deterioro y las potencialidades de aprovechamiento de los mismos. (Ley General

de Equilibrio Ecológico y Protección del medio ambiente, Título Primero, Art. 3,

fracción XXIII).

33.- Patología Ambiental. Es un desajuste en el equilibrio ecológico, debido a la

alteración de la naturaleza, como puede ser contaminación del agua, aire, suelo,

deforestación, etc. lo que provoca un problema para el ambiente.

34.- Planificación. Proceso de di agnostico y análisis de una situación

8

determinada, y la definición de o bjetivos y acciones tendientes a mejorar la

situación o resolver el problema identificado.

35.- Planificación Ambiental. Actividad que procura orientar, establecer

prioridades y señalar objetivos al tratamiento ambiental en determinado lugar y en

plazos determinados. También se emplea para designar los aspectos ambientales

a ser incorporados en la planificación del desarrollo.

36.- Política Ambiental. Conjunto armónico e i nterrelacionado de objetivos,

actividades y proyectos que se orientan al mejoramiento del ambiente y al manejo

adecuado de los recursos naturales. Declaración por parte de la organización de

sus propósitos y principios en relación su desempeño ambiental, la cual constituye

el marco de referencia para la acción y definición de sus objetivos y metas

ambientales.

37.- Preservación. El conjunto de políticas y medidas para mantener las

condiciones que propicien la evolución y continuidad de los ecosistemas y hábitat

naturales, así como conservar las poblaciones viables de especies en sus

entornos naturales y los componentes de la biodiversidad fuera de sus hábitat

naturales.

38.- Prevención. El conjunto de disposiciones y medidas anticipadas para evitar

el deterioro del ambiente.

39.- Protección. El conjunto de políticas y medidas para mejorar el ambiente y

controlar su deterioro.

40.- Recursos Naturales. El elemento natural susceptible de ser aprovechado en

beneficio del hombre. Un componente de la naturaleza en cuanto ha sido, es, o

puede ser aplicado a la satisfacción de necesidades o intereses humanos.

Elementos que dan a un paí s potencialidad y riqueza. Se suelen dividir en

renovables y no renovables.

41.- Residuo. Cualquier material generado en l os procesos de ex tracción,

beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o t ratamiento

cuya calidad no permita usarlo nuevamente en el proceso que lo generó.

42.- Residuos Peligrosos. Todos aquellos residuos, en cualquier estado físico,

que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o

biológico-infecciosas, representen un peligro para el equilibrio ecológico o el

9

ambiente.

43.- Restauración. Conjunto de actividades tendientes a la recuperación y

restablecimiento de las condiciones que propician la evolución y continuidad de

los procesos naturales. 44.- Resiliencia. Capacidad de un ecosistema para restituirse así mismo a s u

condición original después de estar expuesto a perturbación externa que no

resulte demasiado rigurosa.

45.- Sinergia. La acción de dos o más sustancias, órganos u organismos para

producir un efecto, que cada uno individualmente no es capaz de producir.

10

Introducción.

La humanidad debe hacer todo el esfuerzo científico posible par rescatar lo que

históricamente hemos deteriorado con nuestro indiscriminado actuar, en aras de la

felicidad y dignidad de los seres vivos.

Tardíamente el hombre comienza a en tender el suicidio a q ue se ha s ometido

mediante la destrucción de los recursos naturales, los daños causados por el

desarrollo científico - técnico son incalculables y de nuestra responsabilidad, por

eso, asumirlos, es de sabios y trabajar incesantemente por hacer más vivible

nuestra propia vida, sin que ello constituya una voz más al clamor de la naturaleza

por su progresiva destrucción, sino al contrario, una c oncientización hacia los

valores de nuestra vida y los derechos de las futuras generaciones.

Al hombre le es imprescindible la naturaleza en tanto él forma parte de ella y es su

racionalidad la que lo distingue de los demás seres vivos y legítima su autonomía,

pero aun así es incapaz de comprender en toda su magnitud lo ilegítimo y no ético

de su actuación contra la misma.

Somos los responsables de los desequilibrios ambientales ocasionados, al talar

los árboles, destruir los bosques, contaminar las aguas, modificar genéticamente

las plantas y los animales, etc., con estas irrespetuosas e impensadas acciones

alteramos nuestra atmósfera, destruimos la capa de oz ono, cambiamos

desfavorablemente las condiciones climáticas, atentamos contra la biodiversidad,

cambiamos nuestro patrimonio genético, agotamos irreversiblemente los recursos

no renovables y provocamos la escasez de al imentos, bienes y servicios para

nuestra comunidad y la de generaciones futuras.

El hombre en su desarrollo trató siempre de sobrevivir a todas las adversidades,

pero según se ha ido perfeccionando su intelecto, hoy, no so lo le preocupa su

vida, sino la calidad de esta y la de sus sucesores. Es por ello que el derecho a la

vida debe ser entendido como el derecho a una buena calidad de vida, como

11

resultado de la armonía lograda en todos los aspectos que inciden en el bienestar

y la felicidad de u na persona, sin embargo, los efectos de la contaminación

ambiental deterioran considerablemente esa calidad de vida a la que todos

aspiramos.

El ambiente es patrimonio común de la humanidad y por eso debemos contribuir a

vivir en un a mbiente sano, que propicie nuestra salud, pero no debemos pensar

sólo en la nuestra, sino en nuestros descendientes y los de ellos, no solamente en

nuestra especie, sino en toda la comunidad biótica y el ambiente abiótico en el

cual se desarrolla nuestra actividad vital.

12

1.1 El Hombre y su Influencia en el Medio.

Con la aparición del hombre sobre la tierra se ha puesto en marcha un proceso de

incorporación de la naturaleza al proyecto humano de gestión de la realidad. Este

proceso, todavía parcial en l os cazadores-agricultores y en las mismas

comunidades agrícolas tradicionales, ha experimentado una fuerte aceleración en

las sociedades industriales de tecnología avanzada, propias de los países

industrializados de Occidente. Las dificultades cada vez más graves que vive hoy

la relación entre el hombre y la naturaleza han tenido como vertiente positiva el

descubrimiento del medio ambiente como realidad y como problema del que

ocuparse.

Un sustancial equilibrio ecológico natural caracterizó la relación hombre-naturaleza

desarrollada por los primeros homínidos y los pocos hombres cazadores-

agricultores del paleolítico. Con las tecnologías elementales de que disponía

(empleo del fuego y conocimiento de los vegetales alimenticios y de los animales

de caza), la especie humana ejercía un i mpacto mínimo en e l propio medio

ambiente. El profundo conocimiento que los cazadores-agricultores poseían de los

ciclos estacionales de las especies vegetales, así como del comportamiento de los

animales, les permitía obtener de l a tierra con relativa facilidad los recursos

necesarios para su supervivencia biológica.

Del equilibrio natural al desequilibrio provocado por el hombre.

Dos profundos

cambios culturales sucesivos influyeron, aunque en diferente medida, en la ruptura

del equilibrio entre el grupo humano y el medio ambiente: la revolución neolítica,

período en el que el hombre alteró el medio ambiente, aunque sin comprometer

sustancialmente sus procesos de funcionamiento; la revolución industrial, por la

que los países industrializados han llevado a cabo un control creciente sobre el

medio ambiente, provocando situaciones profundamente comprometedoras de la

calidad.

a) El hombre altera la naturaleza: la revolución neolítica. La puesta en

marcha del desequilibrio en l as relaciones entre humanidad y medio

13

ambiente estuvo verosímilmente determinada por la falta de al imentos

provocada en el mesolítico por la mitigación del clima y por las

migraciones de las faunas frías hacia el norte. La población humana

comenzó entonces a ver la naturaleza de manera diferente.

Es éste, en efecto, el período de la historia humana en el que el hombre adquirió

una primera conciencia básica de la separación existente entre él y la naturaleza

misma. Enfrentado a un medio que se le había tornado inclemente, el hombre

arrebató a l a naturaleza el secreto de l a producción de alimentos, destruyó

bosques para obtener tierra cultivable y "obligó" a l a naturaleza a pr ocurarle el

sustento. Con la agricultura y la cría de ganado comenzó el neolítico. Las prácticas

agrícolas y de la cría provocaron alteraciones en la estructura de las comunidades

vegetales y animales y del paisaje y con el uso continuo del fuego como

instrumento elegido para aumentar la extensión del suelo disponible para el cultivo

provocaron la extinción de especies y de a sociaciones vegetales y animales y

tuvieron incidencia sobre la diversidad biológica.

b) El hombre controla la naturaleza: la revolución industrial. A partir del

siglo XVll, el desarrollo del método científico y de nuevos conocimientos

y la difusión de tecnologías cada vez más poderosas dieron origen a la

llamada civilización industrial, cuya evolución histórica ha puesto de

manifiesto distintas luces y sombras.

La industrialización, en efecto, ha reportado mejoras indudables a n umerosos

aspectos de la vida humana; por ejemplo, la difusión de l a medicina y de l a

higiene, el aumento de las disponibilidades alimenticias mediante el incremento de

la productividad agrícola e industrial, la difusión de la información. Los aspectos

negativos de este proceso no han estado provocados ciertamente por el desarrollo

de la investigación científica o el descubrimiento de nuevas tecnologías, sino por

la falta de una "cultura global ambiental" (poseída, en cambio, por la civilización

rural) con la que conseguir una relación correcta entre industria, economía y medio

ambiente.

14

El medio ambiente, tuvo su incipiente afectación en la utilización espontánea de

que fue objeto en la comunidad primitiva. Los problemas, afectaciones, su

dilapidación, continuaron, se desarrollaron y se ampliaron gradualmente en los

regímenes esclavista y feudal. Se manifestaron con mayor agudización durante la

evolución hacia el capitalismo y, se han agravado. Los problemas ecológicos,

debido a su carácter global, afectan a t odos los países del mundo,

independientemente de su formación económico-social.

En este sentido, "En los países capitalistas desarrollados las afectaciones

ambientales consisten en l a contaminación y otras formas de degradación

ambiental, pero que en l os países capitalistas subdesarrollados tienen otras

agravantes, como la carencia de los niveles de calidad de vida y servicios sociales

esenciales, por lo que las afectaciones del medio ambiente, de tipo ecológico, no

constituyen las prioridades que deben resolver; pero sí la hambruna, las

enfermedades, el analfabetismo, la carencia de v iviendas y el desempleo, entre

otras". Según lo anterior, en el capitalismo, están limitadas la posibilidad para

lograr la protección del medio ambiente y la utilización racional de sus recursos

naturales,

La Revolución Científico-Técnica

provocó la aparición de sustancias radioactivas

artificiales y agudizó la dependencia que tiene la salud del hombre de la actividad

radioactiva del medio ambiente. La actividad del hombre dio lugar a la aparición de

nuevos procesos y fenómenos naturales negativos, que no habían ocurrido antes

en la naturaleza, y por eso eran desconocidos.

De esta manera, la Revolución Científico-Técnica provoca la disminución de

algunas formas de dependencia que tiene el hombre del medio ambiente; pero en

lugar de ellas, se presentan formas nuevas más complejas y agudas que obligan a

tomar medidas especiales para la transformación y protección del medio ambiente,

creando una tecnología productiva que garantice las necesidades de producción

para la existencia del hombre.

15

Es evidente que para garantizar la plusvalía hay explotación del hombre por el

hombre, hay utilización de mano de obra barata, hay extracción de los recursos

naturales y energéticos del medio ambiente en los países subdesarrollados y hay

una degradación de la calidad de vida de las poblaciones.

No es la contaminación de la industria, es la contaminación de la pobreza, donde

todo va a parar al manto freático o al río, con sus parásitos y bacterias. Esta es

una realidad objetiva, real y existente, que no se puede ocultar, y a la vez que se

manifiesta la situación anterior, se reconoce que el desarrollo vertiginoso de la

necesaria Revolución Científico-Técnica ha incidido desfavorablemente por no ser

armónico, en general, con la preservación del medio ambiente natural.

Hoy se reconoce que el hombre, a lo largo de su evolución, ha venido

desarrollando estilos de vida incompatibles con el medio ambiente. Al acelerado

deterioro de la biosfera ha c ontribuido el desarrollo tecnológico e industrial sin

racionalidad y ahora se comprende paulatinamente. Es importante utilizar los

adelantos de la ciencia y la técnica de forma integral y armónica en función de la

protección del medio ambiente y del desarrollo económico y social de las

comunidades. Para ello también es necesario que se produzcan cambios en la

mentalidad de l os hombres y se creen patrones de conducta sustentables, de

manera que las personas y las sociedades, estén más conscientes del efecto

beneficioso del medio ambiente que sobre su bienestar general produce, y del

impacto que este ejerce en sus estilos de vida.

1.2 Consecuencias de la contaminación.

16

La contaminación consiste, básicamente, en la generación de residuos en un

medio, que se introducen por encima de la capacidad, de este, para eliminarlos.

No es, pues, una cuestión de qué productos se introducen, sino su cantidad. La

proliferación de estos residuos supone un desequilibrio grave en el biosistema,

hasta el punto de llegar a imposibilitar la vida de las especies existentes. El agua,

el aire y el suelo

, son los principales medios contaminados.

El agua es un recurso escaso, pero de i mportancia vital para la sociedad y la

naturaleza, ya que forma parte, en un tanto por ciento elevado, de la constitución

de todos los seres vivos. De todo el agua existente en el planeta, sólo una

pequeña parte es aprovechable por la sociedad, y por la mayor parte de la

naturaleza.

Agua.

El agua es un recurso que proporciona energía y vida. La peculiar forma de vida

humana, en grandes ciudades escasas de agua, y las técnicas de producción son

grandes consumidoras de agua, lo que exige la creación de grandes

infraestructuras, como embalses y conducciones de distribución del agua, tanto

aéreas como subterráneas. Incluso, se puede llegar al trasvase de agua entre

cuencas hidrográficas.

De todo lo disponible, el 80% del agua se utiliza en la agricultura de regadío, que

se contamina poco, dependiendo de los abonos químicos que se hayan utilizado.

El 14% del agua lo utiliza la industria, que es altamente contaminada. Y el 6%

restante lo utiliza la ciudad, y también está muy contaminada una vez que se ha

utilizado. Frecuentemente, parte del agua disponible se pierde a causa de las

malas conducciones. Se puede perder hasta el 40% del total embalsado.

El agua de las ciudades y de la industria, pero también en algunos casos de la

agricultura, está contaminada por productos difícilmente degradables, como los

aceites o los detergentes. Estos productos se vierten en l os ríos, con lo que se

disminuyen las proporciones de oxígeno. Algunos productos pueden actuar

directamente de veneno para algunas especies que viven en el agua, o que la

17

utilizan, es el caso de la contaminación por mercurio y otros metales pesados.

Estos productos, a través del agua, se depositan en los suelos y entran a formar

parte de la cadena trófica y la alimentación humana.

Los agentes contaminantes alcanzan otros ámbitos a través de los ríos. Debido a

las dimensiones de la contaminación han llegado a perjudicar, gravemente, mares

enteros, comprometiendo el equilibrio ecológico de ellos, de su entorno y de todo

el planeta.

A continuación se presenta algunas consecuencias de la contaminación del agua:

- Desechos industriales.

- Aguas negras de drenaje.

- Basura.

Generado: Organismos Coliformes, Hongos y Levaduras, Salmonella, Vibrio

Cholerae.

Produce: Diarrea, Deshidratación, Colitis, Vómito, Gastritis, Cólera, Salmonelosis,

Dolor de estomago.

El aire. La contaminación del aire resulta muy fácil. Su problema, real, comienza con la

utilización masiva de combustibles fósiles en la industria y la automoción. Las

ciudades son lugares en las que las concentraciones de partículas contaminantes

son especialmente elevadas, junto con los grandes centros industriales. El

régimen de vientos expande las partículas por todo el globo, pero es en los países

industrializados donde mayor incidencia tiene la contaminación del aire. Estas

partículas (CO2, SO2

) se precipitan, mezcladas con el agua de lluvia, formando

ácido clorhídrico y sulfúrico, y dando l ugar a l a lluvia ácida, de e fectos tan

perniciosos para las biocenosis, al proporcionar un ag ua no apta para ser

consumida por los seres vivos.

Agua

18

Las consecuencias de la contaminación del aire en el clima global están por

determinar, puesto que si, por un lado, parece que hace disminuir el brillo del sol,

por otro, parece que hace aumentar el efecto invernadero. Las series de estudios

al respecto son aún demasiado cortas para llegar a co nclusiones definitivas,

aunque parece que apuntan en el sentido del calentamiento global del clima. O al

menos, si no son su causa si parece que puedan acelerar el proceso.

Algunas causas en este rubro son:

Ruido: El 10% de la población en México tiene problemas auditivos.

Generado: Autos, Trenes, Electrodomésticos, Maquinaria, Artefactos asociados al

confort y bienestar.

Produce: Destrucción de células ciliciadas que imposibilita el registro de sonidos,

Stress, Dolores de cabeza, Irritabilidad, Alteración del ritmo cardiaco, Ansiedad,

Angustia, Elevación de la presión arterial, Tensión, Alteraciones del sueño,

Agresividad, Problemas digestivos, Transtornos hormonales.

Aire: Compuestos tóxicos, plomo, cobre, dióxido de ca rbono, monóxido de

carbono, etc.

Generado: Industrialización, Vehículos, Complejos industriales, etc.

Produce: Afecciones al sistema respiratorio, Gripe, Tos, Estornudos, Resfriado,

Congestión nasal, Bronquitis, Bronconeumonía, Sinusitis, Laringitis, Faringitis,

Conjuntivitis, etc.

El suelo. El uso del suelo es otra de l as características de la intervención humana en el

medio, desde la reserva de espacios para su uso exclusivo, como en las ciudades,

la industria, las comunicaciones o la agricultura, hasta su degradación general a

través de la contaminación coloidal, por la lluvia ácida o l a utilización en l a

agricultura de abonos químicos nitrogenados. En la agricultura, el cultivo de una

sola especie le hace perder los nutrientes necesarios para su crecimiento, y

dificultan también el desarrollo de otras especies, con lo que se disminuye la

variedad de las plantas.

19

Además, la deforestación y los incendios favorecen la pérdida del suelo, sobre

todo si es heredado de co ndiciones ecológicas antiguas, de una manera

irrecuperable. La erosión del suelo, a la que se ve sometido por la desaparición de

la cubierta vegetal, es generalizada en todo el mundo, pero sobre todo en las

regiones de tránsito ecológico.

La sociedad, en suma, incide sobre el paisaje transformándolo y modificando su

funcionamiento, para obtener de él los recursos necesarios que permiten el

desarrollo económico, pero sin que el medio se vea despojado hasta su

desaparición. La manera y la velocidad con la que se extraen esos recursos es lo

que provoca los desequilibrios.

Suelo: Esta estrechamente relacionado con la contaminación del agua.

Generado: Acumulación de r esiduos líquidos y sólidos que contengan;

organismos patógenos, metales pesados, detergentes, sustancias orgánicas,

grasas, solventes, aceites, fertilizantes, plaguicidas, etc. Todos estos son capaces

de alterar las características naturales de la flora y fauna.

Otros ejemplos de consecuencias ambientales son los siguientes:

1958 “Cromatos de México, S.A. de C .V.”; Tultitlan, Edo. México. Generó

residuos y tierras con cromo.

1984 “El caracol” Tlanepantla, Edo. México. Generó una mezcla de grasas

infiltradas en el subsuelo”

1994 “Alco Pacífico de México” Tijuana . Suelo contaminado con plomo.

Derrames de petróleo. Torrey Canyon, vertió 860 000 barriles (107 000 toneladas) de petróleo

frente a las costas de Cornwall, Inglaterra en 1967.

Petrolero Amoco Cadiz, frente a las costas francesas derramó 1.6 millones

de barriles de crudo, 1978.

20

Pozo petrolífero Ixtoc 1 Golfo de México, derramo 3.3 millones de barriles,

1979.

Choque de 2 buques petroleros, en Trinidad y Tobago genera un derrame 2

160 000 barriles, 1979.

Exxon, vierte 240 000 barriles (30 000 toneladas) Alaska, 1989.

Petrolero Ruso, derramo 5 millones de litros de diesel en el mar de Japón,

1997.

Fuga de Metil Isocianato de la planta Union Carbide, Bophal (India), 1984

Vertido de 30 millones de toneladas de plaguicidas en el río Rhin.

Nota: No existe un m ar que no hay a sufrido las consecuencias (flora, fauna,

playas, etc.) de algún accidente relacionado con derrames de petróleo.

1.3 Situación Global Actual.

21

En general, se observa que transcurridos ocho años después de la histórica

Cumbre de la Tierra, celebrada en Río de Janeiro, en 1992, aún no es evidente

que el planeta esté enfrentando el reto de alcanzar una economía global

ambientalmente sustentable. Por ejemplo, "... Desde la Cumbre de Río, la cantidad

de seres humanos ha aumentado en 440 millones..., las emisiones anuales de

dióxido de ca rbono (CO2

), el principal gas con efecto invernadero, se ha

incrementado en más de 100 millones de toneladas". A medida que aumenta la

cantidad de seres humanos y se altera la propia composición química de l a

atmósfera, las riquezas biológicas de la Tierra, se están reduciendo

irreversiblemente.

Por ejemplo:

Pese que el agua dulce es un recurso que se da por sentado en muchos

lugares, es muy escaso para los 1 100 millones de personas, es decir, el

18% de la población mundial carecen de acceso al agua potable. Hay 2 400

millones de personas que no t ienen acceso a un s aneamiento adecuado.

Mas de 2 200 millones de habitantes de los países en desarrollo, en su

mayoría niños mueren cada año de enfermedades asociadas con la

distribución de agua potable, saneamiento adecuado, etc. Además casi la

mitad de los habitantes de los países en desarrollo sufren enfermedades

provocadas, directa o indirectamente por el consumo de agua o alimentos

contaminados o por los organismos causantes de enfermedades que se

desarrollan en el agua.

En el último decenio, el mundo, el mundo perdió un total aproximado de 94

millones de hectáreas de bosques, un área mayor que el territorio de

Venezuela. El índice de reforestación más avanzado ocurre en los países

en desarrollo de las regiones tropicales, donde se perdió el 4% de los

bosques de la región en la última década.

La actividad humana ha degradado más de los ecosistemas costeros. En

Europa la cifra es del 80% y en Asia del 70%.

Aproximadamente el 80% de la contaminación marina proviene de l as

actividades realizadas en t ierra. En países en desarrollo más del 90% de

22

las aguas residuales y el 70% de los desechos industriales se viertes, sin

haber sido tratados en las aguas superficiales.

Las pesquerías proporcionan medios de vida directos e indirectos a unos

400 millones de personas. Más de una cuarta parte de las pesquerías del

mundo están utilizadas en exceso y la mitad están explotadas a pl ena

capacidad. En total el 75% de las pesquerías del mundo requieren medidas

inmediatas para reducir la pesca y asegurar la reserva futura de peces.

Casi una cu arta parte de l os arrecifes coralinos del mundo han si do

destruidos completamente y otro 20% 0 30% quedaría destruido en l os

próximos 10 años. Los arrecifes coralinos son un elemento esencial de la

cadena alimenticia de los océanos.

La concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2

El nivel del mar se ha elevado entre 10cm y 20cm. Desde 1900; la mayoría

de los glaciares no polares, están retrocediendo y en v erano reducen la

extensión y el grosor del hielo del mar Ártico, según el Grupo

Intergubernamental de Expertos sobre Cambios Climáticos, también este

Grupo expresa que unos 46 millones de per sonas por año sufren

inundaciones. Si el nivel del mar subiera 50 cm., esta cifra llegaría a 60

millones, y si subiera un metro, la cifra llegaría a 118 millones de personas.

) es el principal

gas de efecto invernadero, ha aumentado desde un nivel de 270 ppm,

previo a la etapa industrial, hasta más de 360 ppm. Una tercera parte del

dióxido de carbono generado por las actividades humanas en los años

recientes estará todavía en la atmósfera dentro de 100 años.

Se han registrado más de 11 000 especies amenazadas de extinción y ya

se han extinguido más de 800 especies, sobre todo debido a la pérdida o

degradación de sus hábitat. Otras 5000 especies podrían estar

amenazadas si no se realizan importantes tareas para protegerlas.

etc.

La cumbres no son conferencias sobre la pobreza sino conferencias sobre la clase

de desarrollo que deben procurar alcanzar tanto las naciones en desarrollo como

23

las desarrolladas. Sin embargo la pobreza, el consumo excesivo y las formas de

vida insostenibles son las grandes preocupaciones de estas cumbres. El tema

fundamental es en que medida el mundo puede cambiar el rumbo y lograr un

futuro sostenible, involucra también otros temas como: la pobreza, el agua dulce,

el saneamiento, la agricultura, la desertificación, la energía, los océanos, los

bosques, las tierras secas y la atmósfera. Un objetivo de est as cumbres es

promover diferentes formas de vida que puedan poner fin al exceso de consumo y

producción.

Se evidencia que aún quedan desafíos globales que se deben enfrentar si se

quiere lograr una biosfera sustentable: por ejemplo, estabilizar el clima, proteger la

biodiversidad, garantizar agua potable para las poblaciones y reducir el uso de

sustancias químicas tóxicas, entre otras. La aspiración de los países en desarrollo

esperan que los gobiernos y los países desarrollados ganen más conciencia de la

necesidad de lograr un m undo más equitativo y ambientalmente sano para las

futuras generaciones. Al respecto, el desarrollo sustentable: "...es el desarrollo

basado en la gestión ambiental que satisfaga las necesidades de la

generación presente sin comprometer el equilibrio del ambiente y la

posibilidad de que las generaciones futuras puedan satisfacer sus

necesidades".

La Revolución Científico-Técnica continua en su desarrollo vertiginoso,

deteriorando el medio ambiente y no l ogra armonizar, en se ntido general, la

producción con la protección, en lo que influye la falta de un consecuente proceso

de educación ambiental sobre la sociedad, entre otros factores.

1.4 Órganos Legislativos en Materia Ambiental.

24

El problema del medio ambiente es sólo secundariamente jurídico y aunque sea

muy complejo y comprenda muchos campos, hay que contemplarlo sobre todo en

sus implicaciones sociales, económicas y políticas. Proteger el ambiente reviste

caracteres mucho más urgentes en la época actual que hace siglos – cuando

contaminaban los caballos en lugar de automóviles, y las explotaciones mineras

constituían la actividad degradante por excelencia- e incluso más que hace diez

años época en la que se empezó a tener conciencia de la gravedad del problema.

Legislación: Es un conjunto de normas jurídicas dispersas que intentan evitar,

aliviar restaurar y, si es posible, reparar a favor de las victimas, la degradación del

medio que rodea al hombre, debido al crecimiento poblacional y a l a actividad

técnica, en cuanto que pueda afectar, directa o i ndirectamente, la salud física y

psíquica del ser humano del presente y del futuro. A veces tiene aspectos

represivos de carácter penal.

La defensa del ambiente se ha convertido en un problema de rango internacional

no sólo jurídico, sino fundamentalmente político- por que es evidente que las

acciones protectoras no se pueden limitar a un país o una región. Existe una ley

de “transferencia de contaminación” donde se establece que los contaminantes se

trasladan en mayor grado de los países desarrollados hacía los subdesarrollados,

aunque es un hecho que dicha transferencia surge en todos los sentidos y abarca

todos los niveles. En la atmósfera de Suecia por ejemplo cayeron en 1974, 450

000 toneladas de azufre, de las cuales 350 000 eran importadas y sólo 100 000

autóctonas., lo cual significa que de no disminuir la emisión de azufre a ni vel

internacional, resultan infructuosos los esfuerzos realizados por un solo país. De

ahí la urgencia de que la comunidad internacional realice acciones conjuntas,

serias y efectivas.

Algunos de los antecedentes en materia ambiental en México, se presentan en la

siguiente tabla No.1.

25

CRONOLOGIA DE LA LEGISLACION AMBIENTAL MEXICANA

AUTORIDAD COMPETENTE ORDENAMIENTO JURIDICO EXPEDIDO FECHADE

ABROGACIÓN

Secretaría de Agricultura y Ganadería

Art. 27 que establece el principio de conservación de los recursos naturales (DOF 5-11-1917) Vigente

Ordenamiento para el Establecimiento de Parques Nacionales (1936-1940) Vigente

Ley de la conservación del suelo y del agua (DOF-6-II-1946) DOF 23/III/71 Ley federal para prevenir y controlar la contaminación ambiental (DOF 23-III-1971) DOF 11/I/82

Secretaría de Salubridad y asistencia Secretaría de agricultura y ganadería Secretaría de comercio y fomento industrial

Reglamentos para prevenir y controlar la contaminación ambiental

Humos y polvos DOF 17/IX/71 DOF 25/I/88

Aguas DOF 29/III/73 DOF 12/I/94

La emisión del ruido DOF 6/XII/82 Vigente

Vertimiento de desechos al mar DOF 23/I/79 Vigente

Secretaría de salubridad y asistencia

Ley federal de protección al ambiente DOF 11/II/82

DOF ABR.28/I/88

Decreto de reformas constitucionales: Art. 27 párrafo tercero adición: Preservar y restaurar el equilibrio ecológico y Art. 73 Fracc. XXIX que faculta al H. Congreso de la Unión para expedir leyes que establezcan la concurrencia federal estatal y municipal en el ámbito de sus respectivas competencias DOF 10/VIII/87

Vigente

Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología en

Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente DOF 28/I/88, actualización en 1996.

Vigente

26

coordinación con otras dependencias del Ejecutivo federal, estatales y municipales

Reglamentos para prevenir y controlar la contaminación ambiental en materia de: Impacto ambiental DOF 7/V/88 Atmósfera DOF 25/XI/88 Vehículos automotores que circulan en la ZMCM DOF 25/XI/88 Residuos peligrosos DOF 25/XI/88 Transporte de materiales y residuos peligrosos DOF 7/IV/93 SCT 31 Leyes en materia ecológica expedidas entre DOF 26/V/88-DOF 22/VI/94 75 Normas técnicas ecológicas (NTE´s); 6 criterios ecológicos; 8 formatos y 2 listados actividades altamente riesgosas (LAAR)

Vigentes

Secretaría de desarrollo urbano y ecología

4 criterios, 2 LAAR(1) en materia de impacto ambiental

1988/92

23 NTE en materia de aire 33 NTE, 1 criterio en materia de agua 12 NTE, 1 criterio sobre el aprovechamiento ecológico de los recursos naturales 7 NTE, 8 formatos en materia en residuos peligrosos Reconversión de 75 NTE a 62 Normas oficiales mexicanas (NOM) conforme al procedimiento establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (DOF18-22/X/93 y 13-16/V/94)

Secretaría de desarrollo social

18 NOM en materia de aire 5 monitoreo (DOF 18/X/93) 5 fuentes fijas (DOF 22/X/93) 8 fuentes móviles (DOF 22/X/93)

Vigentes 33 NOM en materia de agua (DOF 18/X/93) 7 NOM en materia de residuos peligroso (DOF 22/X/93) 4 NOM sobre el aprovechamiento ecológico de los recursos naturales (DOF 13 y 16/V/94)

Tabla No. 1 Legislación Ambiental en México.

La preparación de la primera Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio

Humano, que se celebró en Estocolmo, Suecia, en 1972, en la cual se adoptó una

declaración de principios que impulso el desarrollo de las legislaciones internas de

los países participantes. En México se tiene los siguientes figuras jurídicas:

27

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, es el soporte de la

cual se desprenden la leyes generales y federales.

Reglamentos de las leyes federales.

Normas Oficiales Mexicanas (NOM’s), que son de observancia obligatoria.

Las Secretarias de Estado son las únicas que pueden emitir.

Normas Mexicanas (NMX’s), que son de cumplimiento opcional. Surgen de

propuestas de particulares para buscar el reconocimiento oficial y piden que

la autoridad avale el método. No se pueden utilizar como oficiales. Estas

normas tienen derecho de autor.

Convenios y acuerdos internacionales a nivel de l a Constitución, pero sin

contraponerse a esta.

Existen 3 niveles de competencia:

Federal. Todo lo que se refiere al agua.

Estatal. Aquello que no corresponde a la federación.

Municipal. Art. 115 Establece cuales son sus atribuciones,

principalmente basura (residuos no peligrosos).

Las Secretarias de Estado están obligadas a r evisar las normas y actualizarlas

cada 5 años. En la actualidad existen aproximadamente 85 normas vigentes.

28

Autoevaluación.

1. Ambiente ( ) La presencia en el ambiente de uno o m ás contaminantes, o de cualquier combinación de l os mismos, que excediendo los límites tolerables, cause daños a la vida o impacto en el ambiente.

2. Desecho ( ) Es el calentamiento de la atmósfera terrestre ocasionado por la generación de bióxido de carbono u otros gases residuales. Los científicos sostienen que esta acumulación de gases genera, mediante la luz proveniente de los rayos solares, el calentamiento de la tierra, dado que dichos gases interceptan parte del calor irradiado por la tierra hacia el espacio exterior.

3. Contaminación ( ) Término general para designar la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte.

4. Atmósfera ( ) Es el conjunto de elementos naturales y artificiales o inducidos por el hombre que hacen posible la existencia y desarrollo de los seres humanos y demás organismos vivos que interactúan en un espacio y tiempo determinados

5. Bióxido de Carbono ( ) Es toda forma de m ateria o ener gía capaz de alterar, interferir o modificar en forma negativa a l os elementos del ambiente siendo en consecuencia posible factor de riesgo para el hombre y otros seres vivos.

6. Catástrofe Ambiental ( ) Es la mezcla invisible de g ases, partículas en suspensión de distinta clase y vapor de agua, cuya composición relativa, densidad y temperatura cambia verticalmente. Esta mezcla envuelve a la tierra a la cual se mantiene unida por atracción gravitacional: En ella se distinguen varias capas cuyo espesor global es de aproximadamente 10 mil km.

7. Capa de Ozono ( ) Proviene de la quema de combustibles, combustóleo y en m enor medida diesel. Es un irritante respiratorio muy soluble, que en altas concentraciones puede resultar perjudicial para los pulmones y es considerado gas de efecto invernadero.

8. Contaminante ( ) Cantidad de oxígeno consumida durante un tiempo determinado, a temperatura dada, para descomponer por oxidación las materias orgánicas del agua con ayuda de las bacterias.

9. Bióxido de Azufre ( ) Todo evento natural o producido por acción del hombre que, por su gravedad y magnitud, ponga en

29

peligro la vida humana, sus actividades, y tenga daño significativo para los recursos naturales renovables, provocando severas pérdidas.

10. Efecto Invernadero ( ) Cualquier materia sólida, líquida, gaseosa o radioactiva que es descargada, emitida, depositada, enterrada o di luida en volúmenes tales que puedan, tarde o temprano, producir alteraciones en el ambiente.

11. Residuo 12. Biodiversidad 13. DBO 5 14. Monóxido de Carbono

Subraye o encierre en un círculo la contestación correcta. 1.- En que fecha fue publicada la LGEEPA.

a. 25 de Noviembre de 1988 b. 13 de Diciembre de 1996 c. 28 de Enero de 1988 d. 30 de Mayo de 2000 e. Ninguno de los anteriores.

2.- Según el reglamento de la LGEEPA en materia de Prevención y Control de la Contaminación Atmosférica, el término fuente fija se refiere a:

a. El domicilio fiscal de una empresa legalmente establecida. b. Instalación establecida en un so lo lugar que genere o pued a generar

emisiones contaminantes a la atmósfera. c. Instalación establecida en un so lo lugar que genere o pued a generar

emisiones contaminantes al agua. d. Las tres anteriores. e. Ninguna de las anteriores.

3.- Toda persona tiene derecho a un medio ambiente adecuado para su desarrollo y bienestar.

a. Artículo 3° de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. b. Artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. c. Artículo 4° de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. d. Las tres anteriores. e. Ninguna de las anteriores.

4.- Contiene Artículos aplicables a la Prevención y Control de la Contaminación y la Protección de los Ecosistemas.

a. Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente. b. Ley de Aguas Nacionales. c. Índice de la Calidad del Agua. d. Las tres anteriores. e. Ninguna de las anteriores.

30

5.- En que cumbre se establece como propósito el mejoramiento de la calidad de vida de todas las personas en el planeta tierra

a. Cumbre de Johannesburgo. b. Cumbre de Río. c. Cumbre de Estocolmo d. Ninguna de las anteriores. e. Todas las anteriores.

6.- Cual es el porcentaje con el que contribuye la contaminación ambiental con respecto a todas las enfermedades del mundo.

a. 5% b. 22.5% c. 45% d. Ninguna de las anteriores. e. Todas las anteriores.

7.- El benceno es considerado un contaminante tóxico debido a s us consecuencias las cuales son:

a. Mutagénicos b. Teratogénicos. c. Cancerígenos. d. Ninguna de las anteriores. e. Todas las anteriores

8.- La contaminación del suelo esta estrechamente relacionada con: a. Contaminación del aire. b. Contaminación del agua. c. Contaminación por Residuos Peligrosos. d. Ninguna de las anteriores. e. Todas las anteriores.

9.- La capa de ozono nos protege de los rayos ultravioleta, ya que los absorbe, pero se esta destruyendo principalmente debido a la sustancia química:

a. Metil Isocianato. b. Clorofluorocarbono. c. Bencen p-Dioxina. d. Ninguna de las anteriores. e. Todas las anteriores.

10.- Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM´s) son :

a. Carácter opcional. b. Son reglamentos a seguir. c. Carácter obligatorio. d. Tienen derecho de autor. e. Todas las anteriores

UNIDAD II

CALIDAD DEL AGUA.

OBJETIVO.

El alumno conocerá la problemática de la contaminación del agua, sus causas y

su forma de prevención y control.

31

2.1 Introducción.

El agua es un componente de nuestra naturaleza que ha estado presente en la

Tierra desde hace más de 3 000 millones de años, ocupando tres cuartas partes

de la superficie del planeta. Su naturaleza se compone de t res átomos, dos de

hidrógeno y una de oxígeno que unidos entre si forman una molécula de agua,

H2O (fig. No.1), la unidad mínima en que ésta se puede encontrar. La forma en

que estas moléculas se unen entre sí determinará la forma en que encontramos el

agua en nuestro entorno; como líquidos, en lluvias, ríos, lagos, océanos, etc.,

como sólidos en témpanos y nieves o como gas en las nubes.

Fig. No.2.1 Molécula del agua

El agua forma puentes de hidrógeno y estos son los responsables de las

propiedades que la hacen única, como:

Es un líquido incoloro, inodoro e insípido.

Es el único líquido inorgánico que se encuentra en la naturaleza.

Es el único que se presenta en l os tres estados físicos: líquido, sólido y

gaseoso.

El agua se presenta principalmente como un l íquido de ca racterísticas poco

comunes, es un recurso natural indispensable para todos los seres vivos y en

general forma parte de toda la materia viva, esto se debe a sus propiedades

32

físicas y químicas, derivadas de la estructura molecular. A temperatura ambiente

es líquida, al contrario de l o que cabría esperar, ya que otras moléculas de

parecido peso molecular (SO2, CO2, SO2, H2

S, etc.) son gases. Este

comportamiento se debe a que los dos electrones de los dos hidrógenos están

desplazados hacia el átomo de oxigeno. Algunas de las propiedades del agua que

se pueden citar son:

Viscosidad relativamente baja, fluye con facilidad.

Incompresible, relaciones presión-densidad no son importantes.

Disuelve muchas y variadas sustancias. Acción disolvente.

Las relaciones bioquímicas requieren de agua para su ocurrencia (no

requieren de ai re), el agua es rica en vi da, el aire es pobre en

organismos vivientes.

El comportamiento térmico del agua es único en varios aspectos,

debiéndose esto principalmente a que las asociaciones

intermoleculares que forma el agua son inusualmente fuertes. Fuerza

de cohesión entre sus moléculas.

El agua tiene elevados puntos de ebullición y de fusión para ser una

sustancia de peso molécula tan bajo. Gran poder específico y

elevado poder de vaporización.

El agua tiene una de l as más altas capacidades caloríficas,

consecuentemente, grandes masas de aguas tienen un efecto

regulador de la temperatura ambiente.

Elevada constante dieléctrica.

Bajo grado de ionización.

Se considera que las propiedades físicas y químicas del agua son las

responsables de que la Tierra sea tal como se conoce y que la vida misma es

consecuencia de las propiedades tan especiales de la molécula de agua.

El agua regula la temperatura de nuestro cuerpo y modera el clima de la tierra. Se

usa como medio de transporte de alimentos, para el comercio y de tropas.

Podemos viajar por ella, se impulsan con ella generadores, se puede esquiar y

Prop

ieda

des

del A

gua

33

nadar en el la, se buscan minerales disueltos en ella. Sirve de t ema al artista,

plantea problemas a los ingenieros y a l os científicos, y todavía no p odemos

profundizar en sus misterios.

Gran parte del agua de nuestro planeta, alrededor del 98%, corresponde a agua

salada que se encuentra en mares y océanos, el agua dulce que poseemos en un

69% corresponde a a gua atrapada en glaciares y nieves eternas, un 30% está

constituida por aguas subterráneas y una cantidad no superior al 0.7% se

encuentra en forma de ríos y lagos.

El agua cubre aproximadamente el 75% de la superficie terrestre.

.El agua forma una gran capa que llamamos hidrosfera, sobre la superficie

terrestre.

Se estima que su área de distribución cubre 510 millones de Km2

El volumen total de agua en el planeta es de aproximadamente 1 3 90

millones de Km

.

3

.

Estas son las reservas de agua de la Tierra y de est as sólo el 0.26% es

directamente utilizable por la especie humana.

Tipos de almacenamiento. El agua se almacena en di ferentes sistemas acuáticos como: mares, océanos,

lagos, presas, ríos, acuíferos y casquetes polares, de los cuales el tiempo de

almacenamiento es:

4000 años en los océanos.

10 años en lagos y presas.

2 semanas a un año como humedad del suelo.

2 semanas a 10 000 años como agua subterránea.

2 semanas como canales.

1 a 10 años en pantanos.

10 a 1000 años en los casquetes polares.

Aproximadamente 10 días como agua atmosférica (nubes).

34

Las primeras civilizaciones de las que se tiene conocimiento, todas se han

desarrollado con base en el agua, en l as cercanías de lagos o de r íos. Quizá

cuando escaseó el agua, el hombre se vio obligado a planear y ejecutar obras

hidráulicas como formar presas, perforar pozos, hacer canales, construir

acueductos para transportar el agua desde grandes distancias, así como, idear

formas de riego. Las civilizaciones se han distinguido por excavar canales para

conducir al agua, por construir presas para almacenamiento y sistemas de

suministro de agua.

35

2.2 Calidad del Agua.

El agua - a diferencia del aire - tiene una composición precisa y, por lo tanto, es

fácil identificar los compuestos ajenos a ella. Sin embargo la definición de cuales

son contaminantes es difícil. Es un hecho que el agua rara vez se encuentra en

forma pura y afortunadamente para fines prácticos no se le requiere así o n o

importa el que contenga otros compuestos; todo depende del uso que se le de.

El agua absolutamente pura no existe en l a naturaleza, ya que esta al ser un

disolvente, disuelve gases cuando cae como lluvia y en c uanto llega al suelo

comienza a disolver los sólidos, las impurezas presentes en el agua dependen de

la composición química de las rocas (minerales) como:

Sílice. Aluminio. Magnesio. Nitratos.

Sulfatos. Hierro. Manganeso.

El agua es indispensable para la vida, y la que se encuentra en nuestro cuerpo

debe de tener ciertas características, como son: que contenga un cierto contenido

y cantidad de sales y que carezca de organismos que dañen la salud. Para que

podamos consumirla y utilizarla en nuestras casas, en la producción de alimentos

de origen vegetal o animal y en la industria, el agua debe de ser dulce y de cierta

calidad. La cantidad de agua con la que contamos en la Tierra no au menta ni

disminuye, pero la población humana si ha crecido drásticamente, y por lo tanto ha

crecido también la necesidad que tenemos de este líquido.

En general se considera como “contaminante” al exceso de m ateria o ener gía

(calor) que provoque daño a los humanos, animales plantas y bienes, o bien, que

perturbe negativamente las actividades que normalmente se desarrollan cerca o

dentro del agua. De esta forma no existe una división precisa entre las aguas

contaminadas y las aguas no contaminadas; este calificativo se atribuye en

función del uso, las exigencias higiénicas y del grado de avance de la ciencia y

tecnología para determinar los efectos y medir los contaminantes. A pesar de de la

36

dificultad de definir la contaminación, es claro que ésta provoca el abatimiento o

muerte de la flora y fauna, impide el uso de agua en las industrias o ciudades y

deteriora el medio ambiente, e incluso el paisaje.

El origen de la contaminación es muy variado pero se pueden citar como

causantes los siguientes:

Desechos urbanos e industriales.

Drenados de la agricultura y minas.

Erosión.

Derrames de sustancias tóxicas (accidentales o intencionales).

Efluentes de plantas depuradoras.

Subproductos de los procesos de depuración.

Ruptura de drenajes y;

Lavado de la atmósfera, entre otros.

No hay duda que el “solvente universal” no sólo disuelve, sino que además

arrastra y emulsiona a gran número de compuestos con los que entra en contacto

a lo largo de su ciclo y que modifican su calidad. El problema del agua es

complejo, para poder hacer uso de ella se requiere que tenga la calidad adecuada

y exista en cantidad suficiente durante un periodo y época del año determinados.

Para evaluar la cantidad disponible de agua, tomando en cuenta su calidad , se

utilizan índices de control de calidad del agua

37

2.3 Uso eficiente del agua.

El reúso permite compaginar las necesidades de desarrollo planteadas por la

industria, la agricultura y los asentamientos humanos, en lugares donde escasea

el agua. Falkenmark, en 1986, propuso como patrón ideal de reúso el siguiente:

doméstico, comercial y agrícola, siempre y cuando sea posible técnica y

económicamente.

Cabe mencionar que para propiciar el reúso, el gobierno debe desarrollar criterios

estrictos de descarga de agua residual pero, principalmente, cobrar el precio “real”

del agua, es decir, que incluya los costos de:

Disponibilidad.

Extracción

Potabilización.

Transporte.

Distribución

Drenaje.

Tratamiento y,

Disposición.

Con lo anterior es fácil modificar la actitud del público, el cual pasa de la

indiferencia a l a concientización de su responsabilidad en la preservación del

recurso.

El reúso es una práctica muy antigua, que se daba en forma inconsciente. La

necesidad del reúso intencional aumenta día con día en diversas regiones del

mundo. Esta es la clave para el manejo eficiente y efectivo del recurso hídrico, los

requerimientos de descarga propicia que muchas veces resulte rentable el reúso y

no el tratamiento del agua para desecharla, pero en otros es simplemente la

escasez la que crea la necesidad.

38

Reúso Municipal. Se distinguen dos niveles de calidad: el que requiere agua de muy buena calidad

para emplearla en el consumo humano o recarga de acuíferos y, el segundo, de

bajo nivel pare el riego de ag uas verdes, relleno de lagos recreativos,

abastecimiento de fuentes de ornato, lavado de ca lles, control de incendios y

limpieza de maquinaria de recolección de basura. En todos estos casos se debe

cuidar que tanto los ciudadanos conozcan cómo y dónde se realiza este reúso.

Riego de áreas verdes o parques. La reutilización del agua residual doméstica con fines de riego de áreas verdes o

usos recreativos es posible mediante tratamiento de escala secundaria. El

principal factor de control es la prevención de contacto humano durante la etapa

de riego y, si hay estancamiento de agua en l os conductos, se debe filtrar

previamente. Cuando el riego es mediante aspersión, la formación de aerosoles

hacen necesaria la desinfección y un baj o contenido de Sólidos Suspendido

Totales, el reúso se utiliza para riego de parques, terrenos de golf y jardines

públicos así como para la creación (total o parcial) de lagos artificiales.

Control de Incendios. Es una opción sencilla de reúso ya que, incluso, se puede emplear agua residual

sin tratar, pero, en lo que concierne al sistema de distribución y almacenamiento,

es complejo, debido a los problemas de taponamiento y azolve.

Fuentes de ornato, Lavado de autos y de Máquinas recolectoras de basura. Son reusos ya empleados en México. Se debe procurar capacitar al personal o a

la población sobre los lugares o procedimientos que la utilizan. En el caso del

lavado de autos, el abasto a los abastecimientos se realiza mediante pipas. En lo

cuantitativo representa un volumen bajo de utilización.

Usos recreativos. Estos comprenden el llenado de lagos para pesca, navegación e incluso natación;

eventualmente pueden emplearse para abastecimiento. En el aspecto económico,

39

el empleo de agua para actividades recreativas es cara, debido a la necesidad de

un tratamiento seguro (cuyo grado depende del nivel de contacto que se tenga con

el usuario) y su transporte, contra una serie de be neficios que son difíciles de

cuantificar en términos económicos.

En general, en un lago con agua de reúso hay desaparición de oxígeno en e l

fondo, proliferación de algas, así como solubilización de fierro y manganeso. La

calidad del agua evoluciona acorde con el tipo de suelo. En lo que respecta a la

población bacteriana y, en esp ecial, a l os microorganismos patógenos, el

almacenamiento resulta benéfico, aunque no s uficiente para garantizar la

inocuidad total del agua para usos de pesca o natación, pero si para riego.

Para la práctica de deportes acuáticos se procura la ausencia de s ustancias

tóxicas que puedan p or ingestión o co ntacto, causar irritación o enfermedades.

Los estándares establecidos se refieren a l a temperatura, color, pH, turbiedad,

patógenos e iones específicos; se debe diferenciar el contacto primario del

secundario.

En cuanto a la pesca, es imposibles establecer criterios universales debido a que

están en función de las especies y su edad. Los parámetros que se deben

controlar son el OD, pH, CO2

libre, nitrógeno amoniacal, sólidos suspendidos,

temperatura y los metales tóxicos.

Recarga del acuífero. La recarga permite restablecer un manto que se está explotando excesivamente,

controlar o pr evenir hundimientos del terreno, o bi en evitar, con costo bajo, la

intrusión salina. Además permite el rebombeo de ag ua tratada durante la

infiltración y su posterior empleo para fines diversos. Esta recarga se logra

mediante percolación desde la superficie o por inyección directa. En el promer

caso el agua se infiltra mediante lagunas hasta el acuífero, mejorando

sustancialmente la calidad. La inyección directa requiere bombear al acuífero el

agua tratada, se emplea cuando la topografía o el uso del suelo hacen poco

práctica o muy costosa la recarga mediante infiltración. En 1979, la Comunidad

40

Europea estableció una norma que limita la recarga directa en aquellos casos en

los cuales la calidad del acuífero no este menoscabada, ello implica inyectar agua

de calidad igual o superior a la del acuífero.

Reúso para consumo humano. Técnicamente, el agua residual puede ser empleada para el consumo humano en

dos formas. La primera consiste en tratarla mediante un proceso secundario e

inyectarla en una acuífero de abastecimiento. El afinamiento de la calidad del agua

se logra mediante el tratamiento natural por un l argo periodo dentro del manto

freático. La segunda forma consiste en tratar el agua residual con procesos

avanzados hasta obtener el grado de potable.

Reúso agrícola. Comúnmente, el agua residual doméstica con o sin tratamiento se emplea para

este fin. En regiones áridas y semiáridas, el riego con agua negras es una

costumbre añeja que tiene la ventaja de reaprovechar los nutrientes de ésta en los

cultivos, evitar la contaminación de cuerpos de agua superficial y dar tratamiento a

la contaminada. En el medio oriente esta práctica ha modificado en forma

sustancial y favorable el medio ambiente.

El empleo del agua de reúso en la agricultura y en el riego, es el principal método

de reutilización. La l imitación principal consiste en evitar el contacto del agua

residual con cosechas de consumo directo, en cuanto a l a calidad se considera

que existen de 5 tipos:

1. Agua residual cruda.

2. Efluente primario (decantado).

3. Efluente primario avanzado.

4. Efluente secundario (tipo biológico).

5. Efluente secundario con desinfección.

41

La eficiencia del tratamiento secundario en eliminación de patógenos es similar al

efecto del suelo, por ello se considera conveniente emplear efluentes tratados sólo

en nivel primario o primario avanzado. El tratamiento secundario también se puede

utilizar para el agua, pero pierde, en mayor medida su capacidad fertilizante.

Reúso industrial. La demanda del agua residual tratada para uso industrial depende del tipo y

tamaño de cada industria y, a menos que el agua sea escasa en la zona, el costo

limita su empleo sólo para enfriamiento o procesos que involucren un

requerimiento poco estricto de calidad. El agua utilizada en la industria debe de

cumplir ciertos requisitos de calidad ya que, de ot ra forma, causa problemas o

fallas en las instalaciones.

En la industria destacan dos tipos de procesos que pueden emplear, fácilmente,

agua residual: sistemas de enfriamiento, lavado y trasporte industrial, por ejemplo;

Enfriamiento de c ondensadores en plantas generadoras de energía,

refinerías de petróleo, plantas químicas, destilerías, etc.

Enfriamiento de máquinas de combustión y plantas de bombeo.

Enfriamiento de hornos.

Las ramas industriales que son usuarias potenciales del agua residual tratada para

enfriamiento son:

Generación de energía eléctrica en centrales térmicas o nucleares, donde

el gasto depende de la técnica utilizada, temperatura de operación.

En la siderúrgica. En los altos hornos (donde se produce la reducción de los

óxidos de fierro, máquinas de moldeo, tuberías etc.).

Para la fabricación del acero, en las laminadoras y en las coquizadotas.

En la petroquímica, química, fabricación de caucho.

En las industrias alimentarias (azucareras, productos lácteos, destilerías,

etc).

42

Vidrieras.

Automotriz (en la operación del corte).

Textil.

Papeleras.

Cementeras.

Incineración de desechos, etc.

Lavado de materia prima (carbón, grava, remolacha, caña de azúcar, etc.) y

su transporte (por ejemplo, caliza).

Transporte de desechos.

Lavados de productos semifinos o finos (pastas de papel, láminas de

aspersión, pieles en curtidoras, etc.).

Mantenimiento (furgones, pisos).

Lavados de gases antes de desecharlos a la atmósfera.

43

2.4 Tipos de contaminantes.

La barrera entre lo que es contaminante y qué es un compuesto benéfico, muchas

veces es cuestión de la cantidad en la cual se encuentra unas sustancia. De

acuerdo con su naturaleza se distinguen los contaminantes en:

Físicas,

Químicas y,

Biológicas.

Físicos. Son alteraciones de las propiedades físicas del agua, tales como la temperatura,

color, etc. Su origen y efectos son diversos. Desde el punto de vista físico se

puede hablar que los sólidos totales que son impurezas del agua se pueden

clasificar como partículas no filtrables o en suspensión, filtrables o disueltas y una

tercera posibilidad es el caso intermedio que corresponde a los coloides. En

general los coloides no tienen un límite fijo de tamaño y se suelen estudiar bajo un

enfoque fisicoquímico desde el punto de v ista de su s propiedades. Un material

coloidal puede tardar 755 días en sedimentar por tanto es importante cambiar esta

condición.

Para comprender mejor el estudio del proceso de clarificación del agua se

introduce el concepto de t urbiedad. Se entiende por turbiedad a la propiedad

óptica de una muestra de diseminar y absorber la luz en lugar de transmitirla en

línea recta.

Además de turbiedad es posible también definir color. Se habla de color aparente

si no se ha removido la turbiedad y de color verdadero del agua en caso contrario.

En general el color se determina con tubos Nessler. El color del agua se debe

principalmente a materia orgánica o minerales en suspensión o en estado coloidal.

Con

tam

inan

tes.

44

Sustancias inorgánicas disueltas en aguas.

En la naturaleza, el agua adquiere una variedad de constituyentes

inorgánicos mediante el contacto con el ambiente; contacto con la

atmósfera (gases), contacto con la tierra (minerales), y contactos con

ambientes contaminados por el hombre.

En aguas naturales, existen solo siete constituyentes inorgánicos

principales que están presentes en consideraciones elevadas.

Los constituyentes principales son muy importantes porque estabilizan la

cantidad química de las aguas naturales:

Concentración bajísima de metales pesados tóxicos.

Ambiente adecuado para el crecimiento y proliferación de organismos

acuáticos.

Fuentes de substancias inorgánicas en aguas naturales.

Fuentes de gases inorgánicos.

La lluvia disuelve los gases presentes en la atmósfera.

Tipos de g ases : Nitrógeno, Oxigeno, Dióxido de carbono y Dióxido de

Azufre

El dióxido de carbono es muy importante en la química y calidad del agua, ya que

forma ácido carbónico:

CO2+ H2O → H2CO3

pH de lluvia ≈ 5, 6

(ácido débil)

Importancia del dióxido de azufre, forma ácido sulfuroso.

SO2+ H2O → H2SO3

pH de lluvia ≈ 3 ; lluvia ácida.

(ácido fuerte)

45

La Clasificación de los sólidos de acuerdo al tamaño se presentan en la siguiente

tabla.

Tabla No.2.1 Clasificación de los sólidos. Químicos. Los compuestos químicos provienen de los drenados de minas, desechos

solubilizados de la agricultura, derrames de petróleo, plaguicidas, aguas

residuales municipales, desechos líquidos industriales y compuestos radioactivos.

Producen efectos directos y pueden ser de origen natural o sintético. Algunos son

desechados directamente, otros se forman por la reacción entre diferentes

compuestos en el agua. Entre estos últimos se encuentran los organoclorados

(tetracloruro de carbono y cloroformo, principalmente) que se forman durante la

desinfección del agua con cloro. Algunos contaminantes químicos perjudiciales se

muestran en la siguiente tabla y un ej emplo de contaminate químico es el

siguiente.

Alcalinidad

La alcalinidad de un agua es una medida de su capacidad para neutralizar ácidos

Principales iones capaces de neutralizar ácidos : Bicarbonato, Carbonato Hidroxilo

Definición matemática :

[Alcalinidad] = [HCO-3] + 2[CO2-

3] + [OH-] - [H+] cada mol de CO32-

neutraliza dos

moles de H+

46

Tabla No. 2.2 Efectos de algunos contaminantes químicos inorgánicos en la

salud.

Biológicos.

Son seres vivos que provocan enfermedades en el hombre u otras especies. Las

más comunes en el hombre son la tifoidea, la salmonelosis, disentería, cólera y

helmintiasis. Los agentes que las causan entran al agua a t ravés de las heces

fecales de humanos o animales. Para tener una i dea de la magnitud de este

problema, se estima que el 80% de todas las enfermedades, y más de 1/3 de los

fallecimientos en países en vías de desarrollo, se debe al consumo de agua

contaminada.

Enfermedades transmitidas por el agua.

El agua puede transmitir enfermedades entéricas (intestinales), debido el

contacto con desechos humanos o animales.

Fuente principal de patógenos entéricos : excrementos y otros desechos

eliminados por humanos enfermos y sus animales huéspedes.

Variables que afectan la presencia y densidad de los diversos agentes

infecciosos en las aguas tratadas:

47

Enfermedades hídricas más importantes producidas por :

a) Bacterias : Shigella, Salmonella y Escherichia.

b) Virus : aquellos relacionados con la Hepatitis y la Gastroenteritis.

c) Protozoos : Giardia Lambia, Entamoeba Histolytica.

En la siguiente tabla No.2.3 se muestran los parámetros empleados para medir los

contaminantes convencionales, los cuales fueron los primeros en ser atendidos

por la ingeniería ambiental.

48

Contaminantes convencionales Parámetro.

Físicos. Color

Olor

Sabor

Temperatura

Turbiedad

Sólidos

Conductividad

Químicos. Alcalinidad

Oxígeno disuelto

PH

No metales

Metales

Nutrientes (N y P)

Dureza

Cloro residual

Materia orgánica. Demanda química de oxígeno (DQO)

Demanda Biológica de oxígeno (DBO)

Carbono orgánico total (COT)

Extractables con cloroformo

Sustancias activas al azul de metileno

Grasas y aceite

Fenoles

Bacteriológicos. Coliformes fecales

Vibrio Cholerae

Shigella

Salmonella

Giarda lamblia

Tabla No.2.3 Contaminantes convencionales.

49

2.5 Aguas Residuales.

Los problemas relacionados con el agua se han i ncrementado notablemente en

todo el mundo en las últimas décadas: escasez, contaminación, sequías,

inundaciones, enfermedades e incluso conflictos internacionales. Más de 1000

millones de personas no tienen acceso al agua potable; 2400 millones carecen de

saneamiento adecuado; muere un niño cada 15 s egundos por enfermedades

derivadas de beber agua no potable; uno de cada cinco países en desarrollo

tendrán desabasto de agua para el año 2030. De no llevar a cabo acciones

inmediatas, se estima que los problemas hídricos serán mucho más graves en un

futuro cercano.

De acuerdo con la definición de c ontaminante, se considera que se genera

contaminación en el agua por la adición de cualquier sustancia en c antidad

suficiente para que cause efectos dañinos mensurables en la flora, la fauna

(incluido el humano) o en los materiales de utilidad u ornamentales.

Por otra parte, se entiende por contaminación: la presencia en el medio ambiente

de uno o más contaminantes, o cualquiera combinación de ellos, que perjudiquen

o molesten la vida, salud y el bienestar humanos, flora y fauna, o degraden la

calidad del agua.

En la medida que se trata de evitar problemas de salud, desde una diarrea hasta

problemas infecciosos intestinales muy graves, el desarrollo de t ecnología

tendientes a c onseguir niveles adecuados de tratamiento y/o potabilización del

agua de consumo humano es de trascendental importancia. Es por lo tanto un

tema no só lo legítimo sino prioritario de investigación científica y desarrollo

tecnológico.

En México, como en muchos países del mundo, las principales fuentes de

contaminación del agua se clasifican en tres grupos, de acuerdo con su

50

procedencia:

a) Sector social. Corresponde a l as descargas de residuos de origen

doméstico y público que constituyen las aguas residuales municipales. Está

relacionado con la cobertura de los servicios de agua potable y

alcantarillado, se incrementa en los grandes asentamientos urbanos. El 60

% de la población mexicana está concentrada en las grandes ciudades. Se

calcula que el 57 % de l as aguas residuales son generadas por la

población, principalmente por las zonas localizadas en torno a las ciudades

de México (23 %), Monterrey (4.1 %) y Guadalajara (4%).

b) Sector industrial. Integrado por las descargas generadas de l as

actividades de extracción y transformación de r ecursos naturales usados

como bienes de consumo y satisfactores para la población. Se calcula que

la industria genera el 43% de las aguas residuales.

c) Sector agropecuario. Constituido por los efluentes de las instalaciones

dedicadas a la crianza y engorda de g anado mayor y menor, y por las

aguas de retorno de los campos agrícolas. Se calcula que la superficie

agrícola de r iego y temporal es de 28 millones de hectáreas, que se usan

92 500 millones de m3 de agua y se consume el 82 % de ella por lo que la

generación de aguas residuales es del 12 % (11 100 millones de m3

). Las

aguas de retorno agrícola son una fuente de contaminación importante.

En 1986, con base en un estudio, las Naciones Unidas concluyeron que la

mayoría de l as áreas costeras del mundo están contaminadas debido, en su

mayor parte, a las descargas de aguas residuales y sedimentos que provienen de

la tala y erosión de la tierra, que generan una contaminación grave.

En la mayoría de l os países subdesarrollados y en al gunos desarrollados que

tienen costas descargan al mar sin ningún tratamiento las aguas del drenaje

municipal y desechos industriales. La mayoría de los puertos y bahías de América

están contaminados por el drenaje municipal y los desechos industriales. El verter

51

las aguas residuales y desechos agrícolas en las aguas costeras introduce

grandes cantidades de nitrógeno y fósforo que generan el crecimiento acelerado

de los organismos acuáticos como las algas. Cuando las algas mueren y son

descompuestas se genera una "zona muerta" (eutroficación), debido a q ue las

aguas costeras quedan sin oxígeno y los peces y otras especies acuáticas

mueren. Actualmente existe en el Golfo de México una zona muerta de 7 800 km.,

cerca de la desembocadura del río Mississippi.

La naturaleza procesa la contaminación que se produce mediante procesos

cíclicos (geoquímicos), pero actualmente le resulta insuficiente procesar tanto la

contaminación que es generada por las actividades del hombre como la propia.

Las aguas residuales son generadas por las actividades humanas y sólo en países

desarrollados son tratadas parte de ellas, para eliminarles los componentes

considerados peligrosos y para reducir la demanda bioquímica de oxígeno (DBO)

antes de ser arrojados a los conductos de aguas residuales. Sin embargo, en casi

todos los países todavía las industrias arrojan las aguas de desecho a l os

desagües sin ningún tratamiento previo y en l a mayoría de los países

subdesarrollados son pocas las industrias que le dan algún tratamiento antes de

ser desechadas, lo que a nivel global hace que el problema de la generación de

las aguas residual aumente a medida que crece la población, la industria y las

demás actividades humanas.

52

2.6 Sistemas de tratamiento.

Hoy en día, las exigencias para el suministro de agua son muchas y se espera

satisfacer la gran demanda, para ello los ingenieros, se han encargado de producir

aguas bien tratadas, libres de color, turbiedad, sabor, olor, nitratos, iones

metálicos peligrosos y de una amplia variedad de químicos orgánicos tales como

plaguicidas y solventes clorados.

Quizá el campo que representa el mayor reto en l a práctica de la ingeniería

ambiental en est a época es el tratamiento y la eliminación de los residuos

industriales y peligrosos. Debido a la gran variedad de residuos producidos por las

industrias ya establecidas y los introducidos por los nuevos procesos, es esencial

el conocimiento de l a química para la solución de l a mayoría de l os problemas.

Algunos pueden ser resueltos a través de la química inorgánica, otros pueden

requerir de la química orgánica, la fisicoquímica, la química coloidal, la bioquímica

o hasta la radioquímica. Es de esperar que, ante el surgimiento de mayores

avances tecnológicos y la aparición de una variedad aún mayor de r esiduos

industriales, la química sirva como base del desarrollo y selección de métodos de

tratamiento.

Hay que hacer énfasis en que muchos de los problemas relacionados con los

residuos industriales y peligrosos que tienen que afrontar los ingenieros

ambientales serán resueltos minimizando la cantidad de los materiales producidos

y utilizados, mediante la sustitución de productos, recuperación, r eciclaje y la

reducción al mínimo de residuos. Un axioma generalmente aceptado es que

“resulta mucho más económico prevenir la contaminación que eliminarla.”

Cuando las aguas residuales son conducidas a una planta de tratamiento de agua

pueden tener hasta tres niveles de purificación, dependiendo del tipo de planta y el

grado de pureza deseado.

Procesos físicos. Son todos aquellos en los que se emplean la fuerzas físicas

para el tratamiento, dependen esencialmente de las propiedades físicas de la

53

impureza, como tamaño de partícula, peso específico, viscosidad, etc. En general,

las operaciones físicas se emplean durante todo el proceso de tratamiento de

aguas residuales, aunque algunas son casi exclusivamente operaciones de

pretratamiento (desbaste, dilaceración y homogenización de caudales, mezclado,

floculación, sedimentación, flotación y filtración). El hecho de uno o varios de los

procesos descritos dependerá del agua residual que tengamos que tratar.

Procesos Químicos. Son todos aquellos procesos en los que la eliminación de

los contaminantes del agua residual se lleva a ca bo mediante la adición de

reactivos químicos o bien mediante las propiedades químicas de diversos

compuestos. Los procesos químicos (precipitación química, transferencia de

gases, adsorción, desinfección, cloración, eliminación de sustancias inorgánicas

disueltas) se utilizan en la depuración de las aguas junto a operaciones físicas y

procesos biológicos.

Procesos Biológicos. El tratamiento biológico de las aguas residuales se puede

realizar en todo tipo de aguas y es generalmente un tratamiento secundario, utiliza

reacciones bioquímicas para quitar las impurezas. Tiene como misión la

coagualación y eliminación de l os sólidos coloidales no sedimentables en la

decantación primaria así como la estabilización de l a materia orgánica. Se

consigue biológicamente utilizando una variedad de microorganismos,

principalmente bacterias. En el tratamiento biológico el proceso consiste

únicamente en t ransformar los nutrientes en tejido celular y diversos gases. Los

procesos biológicos aerobios incluyen filtrado biológico y los lodos activados. Los

procesos de oxidación anaerobia se usan para la estabilización de lodos orgánicos

y desechos orgánicos de alta concentración.

Una vez que el agua potable, se ha utilizado para fines domésticos, comerciales,

industriales o de servicio, compone las aguas residuales municipales, que van a

dar al sistema de drenaje, en el mejor de los casos ciertas industrias cuentan con

plantas de pretratamiento dentro de sus instalaciones con el fin de retirar sólidos,

grasas y aceite, material flotante, sólidos disueltos, controlara un pH extremo o

54

altas temperaturas antes de vertirlas en el drenaje, existen tres tipos de

tratamientos los cuales se citan a continuación.

Tratamiento primario de las aguas residuales, es un proceso mecánico que

utiliza cribas para separar los desechos de mayor tamaño como palos, piedras y

trapos. Las aguas residuales de las alcantarillas llegan a la cámara de dispersión

en donde se encuentran las cribas, de donde pasan las aguas residuales al tanque

de sedimentación, de donde los sedimentos pasan a un tanque digestor y luego al

lecho secador, para luego ser utilizados como fertilizante en las tierras de cultivo o

a un relleno sanitario o son arrojados al mar. Del tanque de sedimentación el agua

es conducida a un tanque de desinfección con cloro (para eliminar las bacterias) y

con este paso se cumplen con los límites máximos permisibles.

Tratamiento secundario de las aguas residuales. Entre las operaciones que se

utilizan en el tratamiento secundario de las aguas contaminadas están: el proceso

de lodos activados, la aireación u oxidación total, el tratamiento anaeróbico. El

tratamiento secundario de ag uas residuales es un proceso biológico que utiliza

bacterias aerobias como un primer paso para remover hasta cerca del 90 % de los

desechos biodegradables que requieren oxígeno. Después de la sedimentación, el

agua pasa a u n tanque de aireación en donde se lleva a ca bo el proceso de

degradación de la materia orgánica y posteriormente pasa a un segundo tanque

de sedimentación, de ahí al tanque de desinfección por cloro y después se

descarga para su reutilización.

El tratamiento secundario más común para el tratamiento de aguas residuales es

el de l os lodos activados, las aguas residuales que provienen del tratamiento

primario pasan a un tanque de aireación en donde se hace burbujear aire o en

algunos casos oxígeno, desde el fondo del tanque para favorecer el rápido

crecimiento de las bacterias y otros microorganismos. Otras plantas de tratamiento

de aguas residuales utilizan un di spositivo llamado filtro percolador en l ugar del

proceso de lodos activados. En este método, las aguas residuales a las que les

han sido eliminados los sólidos grandes, son rociadas sobre un lecho de piedras

de aproximadamente 1.80 metros de profundidad. A medida que el agua se filtra

55

entre las piedras entra en contacto con las bacterias que descomponen a los

contaminantes orgánicos.

Tratamiento terciario de las aguas residuales. Entre las operaciones que se

utilizan en el tratamiento terciario de aguas contaminadas están: la microfiltración,

la coagulación y precipitación, la adsorción por carbón activado, el intercambio

iónico, la ósmosis inversa, la electrodiálisis, la remoción de nutrientes, la cloración

y la ozonización. A cualquier tratamiento de las aguas residuales que se realiza

después de la etapa secundaria se le llama tratamiento terciario y en este, se

busca eliminar los contaminantes orgánicos, los nutrientes como los iones fosfato

y nitrato o cu alquier exceso de sa les minerales. En el tratamiento terciario de

aguas residuales de desecho se pretende que sea lo más pura posible antes de

ser arrojadas al medio ambiente. Dentro del tratamiento de las aguas de desecho

para la eliminarles los nutrientes están la precipitación, la sedimentación y la

filtración. Actualmente se aplican muy pocos tratamientos terciarios a las aguas

residuales domésticas.

Tratamiento preeliminar

Posibles procesos preliminares:

Tamizado grueso (barras).

Tamizado medio (mallas)

Medida del gasto (canal Parshall)

Bombeo

Remoción de arena

Pre-aireación

Flotación.

Floculación.

Tratamiento químico

56

Fig. No.2.2 Diagrama de flujo de tratamiento de aguas residuales. Tratamiento primario

Corresponde a la sedimentación primaria

Tratamiento secundario

Tipos de procesos.

Lodos activados

Filtros biológicos.

Ventajas de Lodos activados.

Altas remoción de DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno).

Habilidad para tratar aguas residuales con alto contenido

orgánico.

57

Adaptabilidad para uso futuro en conversión de planta a

tratamiento avanzada.

Desventajas de Lodos activados.

Requiere alto grado de control operacional.

Cargas repentinas pueden desestabilizar el proceso biológico.

Sobrecargas hidráulicas u orgánicas producen la falla del

proceso.

Fig. 2.3 Planta de tratamiento de agua.

Ventajas de Filtros Biológicos.

Facilidad de operación.

Capacidad para aceptar cargas repentinas y sobrecargas sin

causar una falla completa.

58

Otros Métodos de tratamientos de Aguas Residuales. Estos consisten en una serie de procesos químicos y físicos especializados, que

se utilizan para disminuir la cantidad de contaminantes específicos que quedan

todavía en el agua después de los tratamientos primario y secundario. Estos

tratamientos avanzados dependen del tipo de c ontaminantes que contenga el

agua. Son procedimientos que pocas veces se utilizan debido a que son muy

costosos, pues la construcción de una planta de éstas cuesta el doble que una de

tratamiento secundario y el cuádruple su operación.

Entre éstos métodos se encuentran la ósmosis inversa, el intercambio iónico o el

de la electrodiálisis que se utilizan para la desmineralización de las aguas y

eliminar los iones orgánicos, y el de adsorción con carbono activado que se utiliza

para eliminarle al agua los compuestos orgánicos. Cabe señalar que todos estos

métodos no se utilizan con mucha frecuencia, aunque sean complementarios para

el tratamiento secundario de l as aguas de dese cho. A continuación se

mencionaran solo algunos de estos métodos.

Adsorción con carbono activado

Este método se utiliza para eliminar materia orgánica disuelta en el agua y

consiste en hacer pasar por columnas rellenas de carbono granular activado al

agua. Como el carbono es muy poroso y tiene una gran superficie de contacto los

contaminantes orgánicos se adhieren en la superficie del carbono y además sirve

para eliminar los sólidos en suspensión. Aprovechando la propiedad de adsorción

del carbono se eliminan los compuestos orgánicos residuales y la mayoría de los

sólidos en suspensión del agua. El carbono se puede regenerar para reutilizarse

mediante un horno para quemar el material orgánico adsorbido.

Ósmosis inversa

Este proceso, consiste básicamente en la remoción o d esmineralización de l os

componentes orgánicos e inorgánicos presentes disueltos en el agua (TDS), en

base a l a acción de una presión ejercida sobre una membrana semipermeable.

Estas membranas, fabricadas con Acetatos y Celulosa, son diseñadas para

59

rechazar diversas cantidades de SDT (50%-98%). El rechazo típico en una

osmosis inversa es del 50 %, es decir, que por cada litro que entra a un si stema

de ósmosis inversa, se obtienen 500 ml. de agua de la más alta calidad y se

desechan al drenaje otros 500 ml que contienen los TDS. Los equipos de ósmosis

inversa remueven o rechazan:

Entre un 90% y 98% de flúor, sodio, calcio y metales pesados.

Más del 97 % de orgánicos con Peso Molecular de 1000.

Se le considera como uno de los métodos de tratamiento terciario más prometedor

para el tratamiento de agua contaminada.

Intercambio iónico

Para eliminar el exceso de iones inorgánicos positivos y negativos se utiliza el

método de intercambio iónico, el cual se basa en el mismo principio que el método

del intercambio por tratamiento con permanganato de potasio. El cloro detiene el

crecimiento de las algas, también lo hacen el permanganato de potasio y el sulfato

de cobre. Si los conductos se ensucian deben limpiarse y los lechos filtrantes se

deben volver a lavar para eliminar las acumulaciones de mucílagos y mejorar la

velocidad de caudal.

Electrodiálisis

Este método aprovecha la propiedad que tienen los iones en solución al aplicarles

un potencial eléctrico, los iones positivos se desplazan hacia el electrodo negativo

(cátodo) y los iones negativos se desplazan hacia el electrodo positivo (ánodo). El

método de desmineralización del agua por electrodiálisis utiliza una celda eléctrica

en la que se coloca un tipo especial de membranas dializantes selectivas frente a

los electrodos. La membrana permeable a l os cationes permite el paso de l os

iones positivos y la membrana permeable a los aniones permite el paso a los iones

negativos. Con el método de electrodiálisis se logra una des mineralización del

agua de un 35 % con una pérdida de un 16 % del agua alimentada en forma de

salmuera de desecho.

60

Esterilización del agua

La eliminación completa de l as bacterias del agua solamente puede lograrse

mediante el proceso de esterilización. La principal sustancia que se utiliza para la

esterilización del agua es el cloro y se ha utilizado durante años. Para su

utilización es necesario tener presente: la dosificación exacta, una buena

distribución y el tiempo suficiente en contacto para que la esterilización sea eficaz

(alrededor de 30 minutos). Si no se emplea la cantidad adecuada puede ocurrir

que cuando es insuficiente la esterilización no es completa y si se agrega en

exceso la esterilización es buena pero le altera el sabor.

Ablandamiento del agua por zeolitas

Este método sirve para eliminar la dureza del agua y los constituyentes

formadores de incrustaciones en tuberías, equipos, calderas, válvulas, etc.,

suavizar el agua es un proceso sencillo, económico y de mucha utilidad para el

mercado doméstico, comercial e i ndustrial por los grandes beneficios y ahorros

que aporta, pero no reduce la cantidad total de sólidos disueltos, puesto que se

forman carbonato y sulfato de sodio equivalentes a las sales productoras de

dureza eliminadas.

La palabra zeolita se aplica a un grupo de minerales que son esencialmente

silicatos hidratados de aluminio, calcio, sodio, potasio o hierro. Las zeolitas que se

utilizan para el ablandamiento de aguas son las de silicatos de aluminio y sodio,

tanto naturales (natrolita y analcina) como sintéticas que tienen la propiedad de

poder cambiar sus bases. Los iones aluminio y potasio sustituyen al ion silicio. El

ion aluminio toma el lugar del ion silicio en el centro de un tetraedro del ion silicato

y el ion potasio (que es monovalente) se coloca en al gún lugar cercano en u n

orificio de la estructura cristalina. La natrolita, Na2(Al2Si3O10)2.H2

O, y las zeolitas

sintéticas se caracterizan por tener una estructura porosa a t ravés de la cual

puede pasar la molécula de agua con relativa facilidad. Las zeolitas naturales no

son muy reactivas comúnmente pero son más estables que las sintéticas.

61

Cuando el agua que contiene disueltas las sales de calcio o de magnesio pasa

lentamente a través de un lecho de zeolita de sodio insoluble triturada, los iones

de calcio y de magnesio en so lución tienden a ser atraídos por el mineral, y los

iones potasio o sodio se desprenden de la zeolita y se intercambian por el ion

calcio o el ion magnesio. A este proceso se le conoce como intercambio iónico. De

esta manera la zeolita de s odio se convierte, gradualmente, en una zeolita

insoluble de calcio y magnesio, mientras que el agua contiene los iones sodio en

cantidad equivalente a los iones de calcio y magnesio que han sido eliminados.

La zeolita inactiva puede regenerarse lavando el lecho con una solución

concentrada de cloruro de sodio. De esta manera la zeolita puede volverse a

utilizar para eliminar los iones de calcio y magnesio. La zeolita puede utilizarse

casi indefinidamente alternando el uso y la regeneración con la solución de cloruro

de sodio y el lavado. Siempre hay que reponer una cierta cantidad de zeolita ya

que se desintegra cierta cantidad, especialmente si se utiliza agua caliente o si se

deja que la zeolita se agote demasiado antes de la regeneración.

Purificadores Ultravioleta

Uno de los métodos mas efectivos y económicos para la desinfección de agua es

el uso de l os purificadores de rayos ultravioleta. Es un proceso germicida que

logra erradicar la contaminación microbiológica, con una tecnología simple (sin

adición de químicos ni cambios en la química general del agua), se hace pasar el

influente por una cámara donde se encuentran las lámparas que emiten rayos de

luz ultravioleta. Cuando los microorganismos tienen contacto con la radiación UV

son automáticamente destruidos, logrando una exterminación del 99.99%, no daña

al medio ambiente y es más efectiva que el cloro. La energía de una lámpara

germicida ultravioleta, es una luz de onda corta de 253.7 x 10-9., solo permeable

en cristal de cuarzo o teflón, la cual una vez en contacto con el agua, resulta letal

a los microorganismos que pudiesen estar presentes como: cólera, disentería,

amibas, tifo, difteria, etc. La energía necesaria para eliminar cualquiera de l as

bacterias mencionadas, oscila entre los 4,000 y 10,000 mws/cm2 (micro watts

sobre centímetro cuadrado). Las lámparas germicidas emiten una energía superior

62

a los 30,000 mws/cm2

., por lo tanto, los seres humanos y procesos de producción

que requieren de est a agua, estarán completamente seguros al consumir agua

100% purificada, libre de virus o bacterias.

Clarificadores DAF

Un influente que comúnmente es penetrado con químicos, se presuriza con aire

disuelto y se transfiere al clarificador ahí se libera la presión y millones de

burbujas de aire son liberadas, adhiriéndose a l os sólidos suspendidos y otros

contaminantes, elevándose a la superficie. El material flotante y el sedimentado,

es removido por brazos desnatadores en la superficie rastra en el fondo para su

desalojo. Estos sistemas son 100% presurizados ó de recirculación. Mezclan

floculación, clarificación y engrosamiento de lodos en una sola operación. Su

capacidad es de 8 a 1,000 gpm. Y en su s usos comunes remueve partículas

suspendidas así como grasas, emulsiones, etc

Los clarificadores DAF (Por sus siglas en inglés: Dissolved Air Flotation, es decir,

Flotación por Aire Disuelto) se utilizan normalmente para remover sólidos

suspendidos, grasas, aceites y partículas flotantes en el agua de deshecho.

Nanofiltración

La Nanofiltración es un pr oceso de filtración por membranas operadas bajo

presión en l a que solutos de bajo peso molecular (1000 daltons) son retenidos,

pero las sales pasan, total o parcialmente, a través de la membrana con el filtrado.

Esto provee un rango de se lectividad entre las membranas de Ultrafiltración y

Osmosis Inversa, permitiendo simultáneamente concentración y desalado de

solutos orgánicos. La membrana NF retiene solutos que la UF pasaría, y deja

pasar sales que la OI retendría. En algunas aplicaciones, su selectividad entre

moléculas de tamaños similares es la clave del éxito del proceso de separación

con membrana.

Permitiendo un paso, prácticamente libre, de iones monovalentes, la membrana de

nanofiltración reduce el incremento del gradiente de presión osmótica, a la que

contribuyen las sales monovalentes. Como resultado, una mayor cantidad de

63

producto (permeado) es posible. Las membranas de Nanofiltración pueden ser

membranas tubulares o espirales, hechas especialmente para la recuperación de

cáusticos y ácidos, estas membranas poseen una excelente estabilidad a l argo

plazo, en soluciones tales como Hidróxido de Sodio, Hidróxido de Potasio, Acido

Fosfórico y Acido Nítrico en concentraciones del 10 % o mayor.

Todos los materiales de construcción de esta membrana han sido cuidadosamente

seleccionados para alcanzar:

a) 95% Recuperación de Cáustico

b) 90% Reducción de DQO

c) 95% Ahorro Energía (calor) y Agua

d) 80 al 90% Reducción de Calcio

e) Operación hasta 70° C de Temperatura

f) Rangos entre 1 a 14 de pH

Todos los equipos antes descritos cumplen con las normas de calidad

internacional requeridas por instancias gubernamentales y de ecología.

64

2.7 Marco legal.

El término de “ calidad del agua” es un concepto abstracto que sólo adquiere

sentido cuando se selecciona un conjunto de parámetros y se les asocia un valor

determinado para definirla. La amplia combinación de compuestos y valores que

se pueden considerar hace que, en la práctica, se formen conjuntos en función del

uso (Criterios Ecológicos y el Reglamento del Agua Potable), del origen (Normas

Oficiales Mexicanas de descargas) o del destino (Condiciones Particulares de

Descarga CPD).

En 1973, la Secretaría de Recursos Hidráulicos (SRH) instauró, por primera vez,

un programa de prevención y control de la contaminación de los cuerpos

receptores generada por las descargas de agua residual municipal e industrial.

En 1976, La S ecretaría de A gricultura y Recursos Hidráulicos (SARH), fijo las

CPD, pero ante la incapacidad de at ender un g ran número de solicitudes, el

programa quedó abandonado.

En 1982, La Secretaría de Salud expidió la Ley Federal de Protección al Ambiente

y, en 1988, la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología (Sedue) estableció 25

normas técnicas ecológicas, 2 más en 1990 y 5 en 1991, sumando 33 NTE.

Para 1989, la Comisión Nacional del Agua (CNA) publicó los criteriso de calidad

del agua y quedó a través de la SARH, como responsable de emitir las normas

para la prevención y control de la contaminación del agua. En la siguiente tabla

No. 2.4 se pueden observar algunas de estas normas.

65

Dependencia encargada de la publicación.

Instrumento regulatorio. Fecha de Expedición.

Secretaría de Agricultura y

Recursos Hidráulicos.

- Ley de Contribución de mejoras

por obras públicas federales de

infraestructura hidráulica.

- Ley de Aguas Nacionales.

- Ley Federal de D erechos en

Materia de Agua.

-Ley General del Equilibrio

Ecológico y la Protección al

Ambiente

Enero de 1991

Diciembre de 1992

Febrero de 1998

Enero de 1998.

Secretaría de D esarrollo

Social

Normas Oficiales Mexicanas

referentes a las descargas de

aguas residuales.

NOM-001-SEMARNAT-2000



Ley Federal de P rotección al

Ambiente.

Enero de 1996

Junio de 1998

Septiembre de

1988

Secretaría de Salud Reglamento de la ley general de

salud en m ateria de Control

Sanitario de Actividades

Establecidas, Productos y

Servicios.

Enero de 1998

Tabla No.2.4 Normatividad Mexicana en el rubro agua.

66

Autoevaluación.

1. DBO5 ( ) Son sustancias orgánicas o inorgánicas, las cuales son tóxicas, no bi odegradables y bioacumulables, pueden estar hechos de compuestos organoclorados, organofosforados o bien de metales pesados.

.

2. Sulfatos. ( ) Es la cantidad de oxígeno que se requiere para oxidar la materia orgánica por procesos químicos. Esta prueba dura 3 horas.

3. Tratamiento Primario. ( ) Indican la presencia de microorganismos que producen enfermedades al ser humano. Provoca contaminación bacteriológica.

4. Coliformes Fecales ( ) Es uno de los procesos químicos más utilizados en el tratamiento de las aguas residuales se pueden utilizar lechos de piedra caliza, lechada de cal, sosa caustica, para el exceso de a cidez; o bi en la adición de áci do sulfúrico, el CO2

(dióxido de carbono) para el exceso de alcalinidad.

5. . DQ0. ( ) Se originan a partir del azufre elemental y oxígeno que al reaccionar con el agua (humedad) genera ácido sulfúrico, el cual oxida las alcantarillas y destruye el concreto (se pica), en la forma de ácido sulfhídrico ocasiona serios problemas de olores (huevo podrido).

6. Cloruros. ( ) Es la cantidad de oxígeno que requieren las bacterias para degradar, transformar, estabilizar y oxidar la materia orgánica por procesos biológicos. Esta prueba dura 5 días en el laboratorio y se determina en el 5° a 20° C.

7. Neutralización. ( ) Ocurre cuando finas burbujas de gas son introducidas dentro del agua residual, estas burbujas se adhieren al los sólidos suspendidos reduciendo su gravedad específica y por lo tanto dichas partículas se elevan hacía la superficie, donde se colecta y se remueve.

8. Nutrientes de N2 ( ) Se busca principalmente eliminar la materia flotante y parte de s ólidos, se basa en los procesos que comprenden, el tamizado, desmenuzado y cribado.

y Fósforo.

9. Plaguicidas. ( ) Son aquellos que provocan la hiperfertilización y a la larga la eutroficación, además indirectamente abaten el oxígeno, lo que provoca el crecimiento de vectores transmisores de enfermedades.

10.Flotación. ( ) Es el parámetro que nos sirven para clasificar los cuerpos de agua en Dulce, Estuarinos y Aguas marinas. Además provoca el sabor saldo del agua.

66

UNIDAD III

OBJETIVO.

El alumno conocerá la problemática de la contaminación del aire, sus causas y

formas de prevención y control.

PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE.

67

3.1 Introducción.

La atmósfera, es una capa gaseosa de aproximadamente 10000 Km. de espesor

que rodea la litosfera e hidrosfera. Está compuesta de gases y de par tículas

sólidas y líquidas en suspensión atraídas por la gravedad terrestre. En ella se

producen todos los fenómenos, climáticos y meteorológicos que afectan al

planeta, regula la entrada y salida de energía de la tierra y es el principal medio de

transferencia del calor.

La mayor parte del aire (95%) se encuentra dentro de los primeros 20 km sobre el

nivel del mar, por encima de los cuales disminuye en densi dad hasta

desvanecerse de manera gradual en el vacío del espacio, algunos cientos de

kilómetros sobre la superficie de la tierra. La par te más baja de dicha capa, la

troposfera, tiene aproximadamente 8 km de espesor en los polos de la tierra y

cerca del doble en el ecuador. En su mayor parte, las actividades del hombre se

realizan sobre la superficie de la Tierra dentro de los primeros 2 Km de la

atmósfera; los contaminantes generados por estas actividades se filtran

directamente en la troposfera donde son mezclados y transportados. La atmósfera

presenta una composición uniforme en los primeros niveles y está estructurada en

capas horizontales de características definidas.

La atmósfera es tan antigua como nuestro planeta (5000 millones de años

aproximadamente) y, al igual que éste, ha ido cambiando a través del tiempo. Los

hitos más importantes que ha su frido la atmósfera en cu anto a su composición

gaseosa comenzaron a gestarse hace 3 000 millones de años, cuando apareció la

vida en los océanos, y más tarde, hace 400 millones de años, con la formación de

los grandes bosques y selvas.

El deterioro de la calidad ambiental se inicio cuando por primera vez el hombre se

reunió en aldeas y utilizó el fuego, ha existido como problema grave bajo el

impacto cada vez más creciente de la población, que aumenta exponencialmente,

y de la sociedad industrializada. La contaminación del aire, el agua, el suelo y el

http://www.puc.cl/sw_educ/contam/glosario.htm#a2�

http://www.puc.cl/sw_educ/contam/cont/cont011.htm�



68

alimento se ha convertido en una amenaza para la continuación de la existencia

de muchas comunidades de plantas y animales del ecosistema y puede que

lleguen a poner en peligro la propia supervivencia de la raza humana.

Parece claro que si tenemos que preservar para futuras generaciones siquiera una

apariencia del orden biológico que existió en el pasado en el mundo y esperamos

mejorar los patrones de sanidad urbana que se están deteriorando, la ciencia y la tecnología ambientales tendrán que asumir rápidamente un papel preponderante

en el diseño de nuestra estructura social en industrial del mañana. Se deben debe

desarrollar criterios científicos rigurosos de la calidad ambiental.

Debido a que el aire es una mezcla de compuestos que varía en el tiempo y

espacio, es muy difícil definir precisamente lo que es la contaminación. A

continuación se presentan tres definiciones diferentes que abarcan distintos

aspectos.

1. “Es la presencia en la atmósfera de sustancias no deseables en

concentraciones, tiempo y circunstancias tales que puedan afectar significativamente al confort, salud y bienestar de las personas o al uso o disfrute de sus propiedades.” American Society for Testing Material.

2. “ Existe contaminación del aire cuando la presencia en él de una sustancia

extraña o una variación importante en la proporción habitual es capaz de

provocar un efecto perjudicial o una molestia, teniendo en cuenta los conocimientos científicos del momento.” Consejo de Europa.

3. “Es la presencia de impurezas en el aire que pueden provocar un perjuicio

notable en la salud, la comunidad o l os bienes humanos. Esta

contaminación puede deberse a gases, vapores, partículas sólidas o líquidas e incluso radiaciones.” Norma AFNOR NFX43-001 Francia.

69

3.2 Calidad del aire.

La contaminación del aire comienza cuando el hombre aparece en l a Tierra y

comienza a utilizar el fuego. En una primera época el hombre vive en armonía con

su entorno, adquiere conocimientos naturales, estudia las estrellas, las plantas, los

ciclos climáticos, pero aproximadamente hace diez mil años, el hombre se vuelve

sedentario e inicia la manipulación de las plantas verdes, y aparece el fuego como

el elemento físico que emplea el ser humano para invertir el proceso de la Tierra

de modificar el bióxido de carbono en oxígeno.

El problema de l a contaminación del aire surgió junto con otro, que en l a

actualidad es muy importante, y que es la tala inmoderada de árboles. Hace 2000

años la tala excesiva convirtió una rica jungla en la India occidental en lo que hoy

en día se conoce como el Desierto de Thar.

Al incrementarse la Urbanización se desarrolló también la perturbación ahora en

forma de sustancias contaminantes en el ambiente. A nivel mundial la llegada del

siglo XX produjo los mayores aportes con el desarrollo del automóvil particular y

los avances en la industria y la agricultura, lo que introdujo miles de nuevos

productos químicos a la biosfera, gases y otros productos secundarios, con el

tiempo no se hicieron esperar las consecuencias de todo ello, algunos de estos

problemas se describen a continuación:

Valle del Río Mosa, Bélgica, Diciembre de 1930. El humo generado por las

fábricas, combinado con la niebla cubrió el cielo por 3 dí as, formó una

mezcla que afectó a miles de personas y causo la muerte de 70 de ellas en

tres días.

Manchester y Salford, Inglaterra, Enero de 1931. Una espesa niebla cubrió

el área durante 9 días y causo la muerte de 592 personas.

Donora, Pensilvania, Estados Unidos, octubre de 1948. Las emisiones de

una fundición de zinc y de una fábrica de alambre, acero y ácido sulfuroso,

se quedaron retenidas en el valle a causa de una inversión térmica, unidas

70

a las emisiones producidas por la combustión del carbón que utilizaban las

locomotoras afectaron a 42% de una población de 5 910 personas y

causaron la muerte de 20 personas.

Poza Rica, Veracruz, México, Noviembre de 1950. En una planta petrolera

de esta zona se produjo un accidente que ocasionó la liberación de sulfuro

de hidrógeno y debido a l as condiciones meteorológicas, el gas no se

dispersó, lo que provocó la muerte de 22 personas, además murieron todos

los canarios de la zona y alrededor del 50% de los pollos, gansos, ganado,

cerdos y gatos.

Londres, Inglaterra, diciembre de 1952. Durante cinco días la ciudad quedó

envuelta en una nube de humo. Al término de nueve días hubo 2 8 51

muertes más de las previstas.

Londres, Inglaterra, 1956. Otro episodio de niebla envolvió a l a ciudad

durante 18 horas y causó la muerte de 1 000 muertes más de las previstas.

Los Angeles, Estados Unidos, 1942, 1954 y 1955. Se registraron casos de

asma, bronquitis y un aumento del índice de m ortalidad de per sonas de

más de 65 años, sobre todo de las ya enfermas del corazón o pulmones.

Para esas fechas el Químico Arie Jan Haagen-Smith informó que la luz

solar hacía que los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno reaccionaran

para formar ozono y otros oxidantes fotoquímicos. Entonces apareció el

concepto de smog fotoquímico.

Seveso, Italia, Julio de 1976. Por un accidente en una fábrica se liberó una

sustancia denominada TCDD (Tetracloro Benceno-p-Dioxina) que ocasionó

la muerte de 40% de los animales domésticos de la zona.

Manfredonia, Italia, 1976. Una explosión en una planta petroquímica originó

una nube de bióxido de ar sénico que ocasinó la hospitalización de 4 0

personas.

Las ciudades situadas en valles o en r egiones montañosas son especialmente

propensas a experimentar peligrosos niveles de contaminación ambiental.

Ahora bien, por contaminación

se entenderá la presencia en el ambiente de uno

o más contaminantes o cualquier combinación de ellos, que perjudiquen o

71

molesten la vida, la salud y el bienestar humano, la flora y la fauna, o degraden la

calidad del aire, del agua, del suelo, de los bienes, de los recursos de la nación en

general o de l os particulares. El aire puro se define como aquel que no t iene

partículas ni sólidas ni líquidas, y el aire seco es aquel que no tiene vapor de agua.

De acuerdo a su origen, los contaminantes atmosféricos están clasificados como

naturales o antropogénicos ya sean primarios y/o secundarios, por su estado físico

pueden ser clasificados como gases y partículas las cuales incluyen sólidos y

líquidos.

Los contaminantes primarios son aquellos emitidos a la atmósfera como resultado

de un proceso natural o antropogénico. Estos contaminantes están presentes en la

atmósfera en su mayor parte tal y como fueron emitidos, por ejemplo CO, SO

Origen.

2

.

Los contaminantes secundarios son los formados en la atmósfera como el

producto de alguna reacción, por ejemplo O3

y sulfatos. La reacción podría ser o

no fotoquímica por ejemplo hidrólisis, oxidación, etc.

Los gases presentes en la atmósfera como contaminantes se comportan tal y

como el mismo aire, esto es, una vez difundido no tienden a depositarse.

Estado físico.

En lo que a l as partículas se refiere, las de mayor diámetro se depositan más

rápidamente y producen sus efectos cerca de la fuente, las partículas de tamaño

mediano se alejan más y eventualmente se depositan a una cierta distancia de la

fuente, mientras que las partículas más pequeñas se comportan igual casi igual a

un gas, esto es se mantienen mayor tiempo suspendidas y son trasportadas por

los vientos a distancias mayores.

Composición química.

72

Por su composición química, los contaminantes pueden ser clasificados en

orgánicos e inorgánicos. Los contaminantes orgánicos se pueden definir como

aquellos que contienen carbono e hi drógeno, pudiendo contener además otros

elementos. Los contaminantes inorgánicos incluyen los compuestos simples de

carbono como son CO y CO2

, partículas metálicas, óxidos de azufre, óxidos de

nitrógeno, etc. En la tabla No.3.1, se establecen algunos de los contaminantes

atmosféricos.

COMUNES EN AMBIENTES URBANOS

Bióxido de Azufre Nitratos

Partículas Suspendidas Totales Sulfatos

Monóxido de Carbono Plomo

Hidrocarburos Compuestos Orgánicos Polinucleares

Óxidos de Nitrógeno Fluoruros

Ozono Olores

ESPECIALMENTE PELIGROSOS

Benceno Dioxinas Cloradas

Plomo Cadmio

Mercurio Asbestos

Cromo Hexavalente Furanos

Cloruro de Metileno Cloruro de Vinilo

ESPECIFICOS EN DETERMINADAS FUENTES

Arsénico Zinc

Cloro Bario

Ácido Clorhídrico Bromo

Cobre Cromo

Manganeso Selenio

Níquel Plaguicidas

Vanadio Sustancias Radioactivas

OTROS

Polen Aerosoles Biológicos

Aldehídos Etileno

Amoniaco Ácido Sulfhídrico

Fósforo Hierro

Tabla No. 3.1 Contaminantes atmosféricos.

3.3 Fuentes de contaminación.

73

Existen diversas formas para clasificar los contaminantes. Según su origen, se

distinguen los naturales y los antropogénicos. Los primeros se deben a fenómenos

en los cuales no interviene el hombre, por ejemplo: erupciones, incendios

accidentales, producción de gases en pantanos, diseminación de polen por el

viento, etc. En cambio los antropogénicos se derivan de l as actividades del

hombre.

Las fuentes de emisión naturales, siempre han ex istido en m ayor o m enor

magnitud y frecuencia. Son todos los procesos o fenómenos de emisión que se

presentan en los ecosistemas, como resultado de la acción de eventos

meteorológicos, geológicos y/o procesos metabólicos, las cuales emiten partículas

y contaminantes gaseosos, tales como el bióxido de az ufre, ácido sulfhídrico y

metano.

Las fuentes antropogénicas, son el resultado de las actividades humanas y se

clasifican según su movilidad o distribución espacial. Por su movilidad, las fuentes

antropogénicas de emisiones contaminantes se clasifican como: fuentes fijas y

fuentes móviles.

Fuentes fijas. De acuerdo con el artículo 6° del Reglamento de la LGEEPA en

materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera, se define

como “…toda instalación establecida en un solo lugar que tenga como finalidad

desarrollar operaciones o procesos industriales, comerciales, de servicios o

actividades que generan o puedan generar emisiones contaminantes a la

atmósfera”. (DOF, 1988). Ejemplo de estas fuentes son las cementeras e

industrias de proceso (químicas y de alimentos).

Fuentes móviles. El mismo reglamento las define como “Todo equipo y

maquinaria no fijos, con motores de combustión y similares, que con motivo de su

operación generen o puedan generar emisiones contaminantes a la atmósfera”,

las cuales incluyen a l os automóviles, camionetas, camiones de carga

74

motocicletas y el transporte público en g eneral (aviones, barcos y trenes, entre

otros).

Las fuentes antropogénicas se clasifican como: fuentes puntuales y fuentes no

puntuales, también llamadas fuentes de área.

Por su Distribución espacial.

Fuentes puntuales. Su totalidad de emisiones a la atmósfera son reportadas al

nivel de cada establecimiento, de tal forma que es posible monitorear en ellas el

cumplimiento de l os Límites Máximos Permisibles (LMP) de emisión de

contaminantes, así mismo es factible integrar y mantener actualizado el inventario

de las fuentes de contaminación. La mayoría de las industrias, como petroquímica,

farmacéutica, automotriz, celulosa y papel, asbesto, vidrio, metalúrgica, avicultura,

acuacultura, productos lácteos, molienda de trigo, fabricación de hielo, preparación

y mezclas de alimentos para animales, refresquera y tabacalera, entre otras son

fuentes puntuales.

Fuentes no puntuales. También llamadas fuentes de área, incluyen una o varias

actividades distribuidas en un ár ea determinada, cuyas contribuciones

particulares, a diferencia de l as fuentes puntuales, no pueden identificarse y

evaluarse en forma precisa. En forma individual emiten cantidades relativamente

bajas de contaminantes, pero en conjunto sus emisiones representan un aporte

considerable de contaminantes a la atmósfera. En esta categoría se incluye la

mayoría de los establecimientos comerciales, de servicios y hogares. En la tabla

No. 3.2. se observa una clasificación completa de la contaminación atmosférica

75

Tabla No. 3.2 Clasificación de los contaminantes atmosféricos.

Una clasificación de fuentes no puntuales o de área es la siguiente:

Pérdidas evaporativas por transporte y almacenamiento de combustible:

Distribución y almacenamiento de gasolina.

Carga de aeronaves.

Almacenamiento de combustible.

Evaporación de solventes por fuentes de área:

Lavado en seco.

Limpieza y desengrase.

Artes gráficas.

Consumo comercial de solventes.

Recubrimientos industriales.

Superficies arquitectónicas.

Pintura automotriz.

Pintura de transito.

Esterilización en hospitales.

76

Incineración de residuos hospitalarios.

Fuentes evaporativas de hidrocarburos:

Rellenos sanitarios.

Tiraderos a cielo abierto.

Distribución de gas L.P.

Uso de asfalto.

Panaderías

Plantas de tratamiento de agua residual.

Fuentes móviles no carreteras:

Locomotoras foráneas.

Locomotoras de patio.

Aeropuerto (operaciones de aeronaves).

Fuentes de combustión:

Combustión habitacional.

Combustión comercial-Institucional.

77

3.4 Tipos de contaminantes.

Se define como contaminante

toda materia o sustancia o sus combinaciones o

compuestos derivados químicos y biológicos, tales como humo, polvos, gases,

cenizas, bacterias residuos, desperdicios y cualesquiera otros que al incorporarse

o adicionarse al aire, agua o suelo puedan alterar o modificar sus características

naturales o las del ambiente; así como toda forma de energía, como calor,

radioactividad, ruido, que al operar sobre o en el aire agua o su elo, altere su

estado normal.

Cualquier actividad vital altamente organizada -y en particular la humana-, tiende

de algún modo a modificar el ambiente que nos rodea. Nada hay de alarmante en

esto: el ambiente aún cuando se trate del atmosférico, posee los medios para

amortiguar y volver a colocar bajo control estas variaciones, siempre y cuando no

rebasen ciertos límites. No obstante en muchos casos se esta muy peligrosamente

cerca de r ebasarlo. Naturalmente, esto es así en par ticular en el caso de la

emisión de grandes cantidades de sustancias contaminantes en áreas

restringidas, en las que los obstáculos geológicos (cordilleras) o artificiales (grupo

de edificios), o co ndiciones atmosféricas particulares, impiden la dispersión y el

recambio.

Sin embargo si nos fijamos en la cantidad global de todos los contaminantes que

se emiten, vemos que son cinco de ellos los que por sí solos aportan más del 95%

del total. Estos contaminantes son:

1. Monóxido de Carbono (CO). 2. Bióxido de Azufre (SO2

3. Óxidos de Nitrógeno (NOx). ).

4. Hidrocarburos (HC). 5. Material Particulado.

78

De estos, los tres primeros son sustancias químicas que poseen una composición

definida; los hidrocarburos son una clase de sustancias y dentro del último figuran

los aerosoles líquidos o sólidos que se encuentran en suspensión en el aire. La

concentración de estos cinco contaminantes, junto con la del ozono que se halla

estrechamente vinculada a ellas, son las que se utilizan como Índice de la Calidad

del Aire (ICA).

1.- Monóxido de Carbono (CO). Este es el más abundante y más distribuido de

todos los contaminantes del aire, se forma en todos los procesos en los que no se

haya presente el oxígeno suficiente, o e n los que los gases de combustión no

permanecen en contacto con el oxígeno el tiempo necesario para completar la

transformación del carbono en CO2

, por esta razón, la mayor parte del monóxido

de carbono se produce en l os medios del transporte, que contribuyen cerca del

70% de la cantidad emitida total.

2.- Bióxido de Azufre (SO2

). El petróleo, además de hidrocarburos contiene

compuestos con átomos de azufre. Las emisiones de este compuesto provienen

principalmente de la combustión, como resultado de la oxidación del azufre

inorgánico y orgánico contenido en los combustibles, durante el fraccionamiento

del crudo, el azufre se concentra en las fracciones que hierven a m ayor

temperatura como el combustóleo y prácticamente ausente en la gasolina y sólo

presente en cantidades modestas en el gasóleo. No obstante también se emiten

cantidades significativas de estas sustancias en los procesos de transformación de

plomo y zinc. También el carbono contiene un porcentaje de azufre.

3.- Óxidos de Nitrógeno (NOx). El nitrógeno forma siete diferentes óxidos, de los

cuales el óxido nítrico (NO) y el bióxido de nitrógeno (NO2) se presentan como

contaminantes importantes del aire, cuando el nitrógeno y el oxígeno se

encuentran en mutua presencia y la temperatura alcanza entre los 1100 °C y

1200°C, sus moléculas se combinan para dar óxido nítrico (NO). Resulta evidente

que se formaran NOx en t odos los procesos de combustión en los que la

79

temperatura sea superior al millar de grados. Anualmente se emiten cerca de 50

millones de NOx a nivel mundial.

4.- Hidrocarburos (HC). La existencia de hidrocarburos en la atmósfera incluyen

hidrocarburos no quemados y otras especies formadas durante la combustión, así

como los compuestos orgánicos volátiles (COV’s) derivados de la fabricación,

almacenamiento y aplicación de so lventes y pinturas. Otros procesos donde se

emiten son la manufactura química, la refinación del petróleo, la operación

metalúrgica y los incineradores. Para fines de evaluación de la contaminación del

aire, se excluye el metano porque a pesar de q ue su concentración en áreas

urbanas es usualmente cinco veces mayor que la del resto de los hidrocarburos en

conjunto, este no es un contaminante importante en virtud de que no es tóxico ni

reactivo bajo condiciones normales.

5.- Material Particulado. Todos los contaminantes que se han descrito hasta

ahora son gases a temperatura ambiente. Sin embargo, en l a atmósfera están

igualmente presentes gotitas microscópicas de líquidos o diminutas partículas

sólidas. Tanto las partículas como las gotitas se pueden formar mediante varios

mecanismos de condensación y de dispersión. La experiencia indica que todo lo

que sube tiene que caer, sin embargo el aire ejerce un efecto retardante, a través

de una fuerza hacía arriba que es proporcional a la velocidad de caída y al radio

de las partículas. La presencia del particulado favorece, además la formación de

niebla, además puede difundir la luz del sol, absorbiéndola y remitiéndola en

todas; el resultado de esto es que llega a l a superficie de la Tierra una m enor

cantidad de la luz del sol. Una parte del particulado proviene de contaminantes

especialmente el bióxido de azufre que emiten las fábricas y centrales térmicas.

En la tabla No.3.3 se resumen los principales contaminantes atmosféricos, la

manera de cómo se generan y los efectos materiales que causan.

El contaminante que mayor se emite es el monóxido de carbono, puesto que éste

proviene esencialmente de los vehículos de motor de gasolina. Sin embargo, no

todos los contaminantes atmosféricos presentan la misma peligrosidad.

80

CONTAMINANTE GENERACIÓN EFECTOS MATERIALES

Monóxido de ca rbono

(CO)

Combustión incompleta

(motores, calderas)

Ataca muros y

construcción en general.

Bióxido de az ufre

(SO2

Combustión de

combustibles azufrados

(carbón, petróleo)

)

Corroe metales, ataca al

algodón, recubrimientos,

muros, pigmentos.

Óxidos de nitrógeno

(NOx)

Durante la combustión,

por reacción del N2 y O2

Ataca colorantes,

pigmentos, pinturas.

(motores, procesos

industriales)

Hidrocarburos (HC) Combustión, basurales

(CH4

Se absorbe y transforma

la metería orgánica. ) evaporación de

COV.

Material particulado Acción atmosférica,

procesos industriales.

Deteriora y reduce la vida

útil de materiales (> 10

micrones). Se deposita

en pulmones (< 10

micrones).

Tabla No.3.3 Generación y efectos materiales de los contaminantes atmosféricos.

Las sustancias extrañas que provocan la contaminación atmosférica son agentes

gaseosos, líquidos y sólidos que se concentran en la atmósfera; sus potenciales

fuentes de origen son las siguientes:

Procesos industriales: a pesar de las medidas preventivas constituyen

uno de los principales focos contaminantes.

Combustiones domésticas e industriales: principalmente los

combustibles sólidos (carbón) que producen humos, polvo y dióxido de

azufre.

Vehículos de motor: su densidad en las regiones muy urbanizadas determina una

elevada contaminación atmosférica (óxidos de carbono, plomo, óxidos de

nitrógeno, partículas sólidas).




81

La importancia de cada una de estas fuentes contaminantes es función de la

concentración de los agentes emitidos con intensidad superior a la normal, y de

las condiciones meteorológicas locales.

Se han clasificado más de un centenar de su stancias contaminantes de la

atmósfera. Las más importantes son el dióxido de azufre, el dióxido de carbono, el

monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, los compuestos orgánicos volátiles

liberados tras una combustión incompleta de los hidrocarburos líquidos, el plomo,

los fluoruros, etc.

Inversión térmica. Es la inversión de l a graduación habitual de l a temperatura atmosférica.

Normalmente la troposfera se enfría con la altitud; en aire seco y sin movimiento

este decremento se produce a razón de 6°C / 1000 m, hasta antes de estratosfera.

El aire cercano al suelo es más caliente y menos denso que el que se encuentra

por encima por lo que tiende a s ubir llevando consigo los contaminantes

presentes. Cuando no existe viento, este mezclado vertical es el único medio para

limpiar la atmósfera baja. Pero durante la noche, y en especial cuando no hay

nubes, el suelo se enfría rápidamente, ocasionando que el aire adyacente se

enfríe y tenga mayor densidad, quedando atrapado por una capa de aire caliente.

Este fenómeno natural se torna un problema ecológico si en la zona geográfica

donde se produce existen contaminantes, ya que se pierde el efecto del mezclado

vertical de la atmósfera, y por lo tanto, hay menor dispersión.

El principal requisito físico para que se presente una inversión es una atmósfera

clara y libre de hum edad, que permite la disipación de calor, y el consecuente

enfriamiento de la superficie del suelo. La tierra emite radiaciones infrarrojas y el

agua de las nubes es opaca a este tipo de radiaciones, es decir, las absorbe. Por

tanto, las capas inferiores de aire se enfrían más fácilmente en noches de invierno

y en inicios de primavera. Otro factor que puede provocar la inversión térmica es la

topografía. En valles rodeados de montañas o en la parte baja de acantilados el

82

aire caliente es desplazado por el frío que”cae” de las partes altas y ocasiona el

estancamiento de l as atmósfera de l as partes. De ahí que estas formaciones

geográficas no sean adecuadas para el asentamiento de grandes poblaciones.

Smog.

Es común encontrar en la literatura la denominación de smog, palabra que se

origina de l a contracción de otras dos: smoke (humo) y fog (niebla). El nombre

apareció, probablemente en Inglaterra en 1911. Actualmente se emplea para

designar al aire contraminado en el cual la visibilidad es reducida y existe irritación

en los ojos y pulmones. Cuando la palabra aparece calificada por el adjetivo

fotoquímico significa que existen contaminantes generados por acción solar.

83

3.5 Sistemas de control de la contaminación.

Por Control

se entiende “la inspección, vigilancia y aplicación de las medidas

necesarias para el cumplimiento de las disposiciones establecidas en este

ordenamiento” (Fuente LGEEPA, Art. 3°, Capítulo I, Titulo I).

Por Prevención

se entiende el evitar la formación de contaminantes y, para ello,

es necesario actuar sobre las materias primas (posibles sustitutos), o bien,

proceder a la modificación del equipo o proceso. En la prevención importa tanto la

factibilidad tecnológica como la viabilidad económica y es tan importante como el

control de la contaminación.

El Control se refiere a impedir que el contaminante, una vez formado, salga a la

atmósfera. Se basa en dos principios diferentes: concentrar y retener (depuración),

o bien expulsar y diluir. Para el último existen las técnicas de predilución con aire y

la elevación del punto de descarga, cuyos resultados no son del todo

satisfactorios.

Un método para controlar la contaminación del aire que siempre se debería

considerar es cambiar el método de operación de la planta, o su stituir los

materiales no elaborados que se utilizan durante el proceso, para eliminar o

reducir la contaminación, por ejemplo:

Utilización del gas como combustible en lugar de carbón o destilado.

Modificación del proceso de combustión para producir menos CO o NOx.

Purificación del combustible para eliminar los constituyentes precursores

del contaminante antes de introducirlo a la caldera industrial, por ejemplo la

desulfuración y la eliminación de ceniza del carbón.

La remoción de contaminantes de una emisión representa dos problemas muy

independientes que dependen de si el contaminante es gaseoso o en forma de

partículas. Mientras que las partículas pueden resultar afectadas en su

84

compartimiento por una se rie completa de f uerzas físicas, incluso las

gravitacionales y las electrostáticas, además se considera el tamaño y peso, en

los gases intervienen principalmente sus características químicas, son

homogéneos respecto al gas acarreador y sólo se pueden remover mediante

difusión hacía superficies controladas donde se adsorben o absorben de manera

preferencial o, en algunos casos, presentan una modificación química para

transformarse en productos menos nocivos.

Para que los gases se puedan controlar es necesario removerlos de su ambiente

gaseoso ya sea hacia una superficie sólida o líquida, donde se retienen en forma

preferencial, o d onde reaccionan para sintetizar una esp ecie no contaminante o

una especie que se remueve con mayor facilidad que el contaminante original. Los

procesos que se utilizan son variaciones de los métodos que se emplean para

colectar gases con concentración, es decir, absorción dentro de un líquido

(fricción) y adsorción sobre una superficie sólida ya sea con reacción o sin ella.

Control de Gases.

Principalmente se busca eliminar los Óxidos de azufre (SOx), Monóxido de

carbono (CO), Óxidos de nitrógeno (NOx), Hidrocarburos.

1.- Equipos de Absorción. Se lleva a c abo por la transferencia de l a fase

gaseosa a líquida. Tiene por la general, forma de columna la cual puede o no estar

empacada. El líquido receptor debe tener una co mposición tal que los gases

capturados reaccionen químicamente o se disuelvan en él, por lo que el tiempo de

retención debe ser compatible con el tiempo de reacción o el de disolución. Las

unidades de absorción se diseñan para proveer el máximo contacto posible entre

el gas y el líquido y tener una difusión óptima.

La absorción se emplea bastante para la remoción de gases como el bióxido de

azufre, óxidos de nitrógeno, ácido sulfhídrico, ácido clorhídrico, cloro, amoniaco y

algunos hidrocarburos ligeros. La el iminación de hidrocarburos en el aire se ha

85

empleado en industrias como la del asfalto, tostado de café, la coquerización del

petróleo y la fabricación de barnices y resinas.

El líquido empleado para la absorción debe de ser solvente del contaminante, no

volátil, inflamable y químicamente estable. Además debe de tener un punto de

congelación bajo. El líquido absorbente que se utiliza se puede r etirar como

desecho o se puede tratar de tal manera que sea posible reciclarlo. En muchos

casos, el contaminante cuando se remueve del líquido absorbente se puede

utilizar como material básico para procesamiento ulterior. Los principales

absorbedores alcalinos son el sodio, amoniaco para el dióxido de azufre ya que es

muy soluble en este, o agua con cal para el amoniaco. Como equipo se emplean

las torres de aspersión, torres de charolas y los lechos empacados.

Manejan grandes cantidades de aire con relativamente poca pérdida de carga.

Tienen buena eficiencia siempre y cuando la concentración del contaminante no

sea muy alta. Remueven tanto partículas como gases y no se taponan fácilmente.

En general a menor tamaño de gota, mayor turbulencia y el rendimiento aumenta,

pero ello requiere el empleo de b oquillas que trabajen a al ta presión teniendo

como resultado un aumento del consumo energético. Las torres de aspersión son

baratas en instalación y mantenimiento.

Torres de aspersión

Sus características son similares a las de las torres de aspersión. Contienen

charolas horizontales donde se encuentra el líquido con el objeto de proporcionar

un área interfacial grande.

Torres de Charola

El empaque que se emplea para aumentar el tiempo de contacto entre el gas y el

líquido debe contar con una elevada área superficial y porosidad. Los materiales

más comunes son los anillos Rasching, cojinetes Berl, anillos Pall y sillas Intalox.

Las torres empacadas, por lo general, se operan a contracorriente, es decir el gas

entra por la parte baja y el líquido por la alta. A pesar de la elevada eficiencia

Torres empacadas

86

obtenida, estos sistemas tienen el inconveniente de t aponarse fácilmente si

existen partículas en el efluente gaseoso, por lo que se requiere de un

pretratamiento.

2.- Equipos de Adsorción. En este caso se busca que el gas contaminante se

adhiera a un sólido sin haber, generalmente, reacción química. Los absorbedores

son columnas empacadas en las que es necesario sustituir y regenerar

periódicamente el material sólido. Al igual que en las torres empacadas los medios

empleados deben tener una alta porosidad así como un área superficial elevada.

Los materiales más utilizados son el carbón activado, la alúmina, la bauxita, la

sílica gel y las zeolitas. Las concentraciones de los contaminantes pueden ser

mucho menores de 0.1%.

Se debe a la condensación de gases y vapores sobre un sólido por medio de las

fuerzas de Van der Waals (fuerza de atracción intermolecular). La cantidad de gas

absorbido es proporcional a su punto de ebullición. Es un proceso fácilmente

reversible, por simple aumento de la temperatura o disminución de la presión.

Adsorción física.

En este caso el gas forma una ligadura química con el adsorbente por lo que

permanecen fuertemente ligados. El proceso es más lento que la adsorción física

y requiere además una cantidad importante de ener gía. Generalmente es un

proceso irreversible, por lo que su aplicación se ve limitada por el costo de

reposición del empaque. El equipo lo forman columnas empacadas cuyo lecho

puede estar fijo, tener movimiento o e ncontrarse en estado de fluidificación. El

adsorbedor se encuentra colocado en charolas. El sistema tiene una eficiencia

constante, hasta que llegado el punto crítico, disminuye sensiblemente y el

adsorbedor debe ser regenerado. Para ello se hace recircular aire a al ta

temperatura (adsorción física). Los adsorbedores se emplean en los procesos de

secado, desengrasado, pinturas por aspersión, baños de inmersión, extracción de

solventes y de acabado de superficies. Se controlan las emisiones de la industria

del plástico, química y farmacéutica. Los adsorbedores tienen la ventaja de que

Adsorción química.

87

permiten la recuperación del material eliminado, como es el caso del proceso

Reinluft, en el cual un gas que contiene SO2 se pasa a través de un lecho

empacado con carbón activado a 93°C y 140°C. El SO2 es oxidado a SO3

que, al

reaccionar con la humedad ambiente se transforma en ácido sulfúrico.

3.- Condensación. Un compuesto se condensa si su presión parcial se aumenta

de manera que sea igual o mayor que la presión de vapor (presión de equilibrio).

Así, la temperatura de una mezcla de gases se reduce hasta la temperatura de

saturación, su presión de vapor iguala a la presión parcial y el gas se condensa.

Otra manera de lograr este proceso es aumentar la presión, pero en

contaminación del aire rara vez se aplica este método. Los condensadores se

emplean en la industria petroquímica (venteos de gasolina), en la del polietileno,

los insecticidas, las resinas / solventes y en la industria química (amoniaco y cloro)

Existen dos tipos de condensadores:

En estos, la adsorción física juega un papel preponderante para la eliminación del

contaminante, puede utilizar aire o agua para disminuir la temperatura. A medida

que el fluido refrigerante atraviesa los tubos el gas condensado forma una película

líquida sobre ellos que es recuperado por medio de drenes.

Condensador de superficie.

En este condensador el gas y el medio refrigerante se ponen en contacto directo,

en cierta forma opera como una torre de aspersión, recolectando el agua y el gas

disuelto en la parte inferior. Estos condensadores son menos caros y más flexibles

que los de superficie. Son muy eficientes para remover compuestos orgánicos,

pero la contaminación en el agua que genera limita su aplicación.

Condensador de contacto.

4.- Combustión. Se aplica para contaminantes oxidables por incineración o

combustión catalítica. Se basa en llevar al máximo el grado de oxidación a l os

contaminantes y para ello requiere de un buen diseño, que considere cantidad de

oxígeno, temperatura, turbulencia y tiempo de r eacción. Existen tres

procedimientos:

88

Se puede efectuar con o si n adición de combustibles. Estos sistemas de

tratamiento con frecuencia generan la aparición de óxidos de nitrógeno y humos.

Son rentables únicamente cuando el gas que es quemado genera el 50% de la

energía requerida para el proceso. Se utiliza con frecuencia en refinerías, pero

tiene un alto riesgo de operación, por lo que se recomienda cuando las

concentraciones de contaminantes están dentro de los límites de la inflamabilidad.

En 1972 en Amatlán, Veracruz, se produjo un accidente con este tipo de equipo.

Antorchas o combustión directa en flama.

Se aplica para corrientes gaseosas con elevados porcentajes de productos

combustibles o cuando el gas contaminante es muy poco para incinerarse

directamente en flama. Las temperaturas de operación varían entre 540°C y 930°C

y se puede emplear para recuperar calor dentro de una industria.

Hornos.

Es una combustión en la cual se emplea un catalizador para acelerar la tasa de

oxidación de 20 a 50 veces, consiste de una sección de precalentamiento y otra

de catalización. Se emplea para el control del bióxido de azufre (SO2), óxidos de

nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO).

Oxidación catalítica.

Reduce los contaminantes, por lo que se considera lo opuesto a la combustión. Se

lleva a ca bo mediante catalizadores que, en g eneral, son de tipo metálico, un

ejemplo clásico es la reducción de los óxidos de nitrógeno a nitrógeno gaseoso

con Pt (Platino) y Pd (Paladio) en l os escapes de los automóviles utilizando

convertidores catalíticos. En la tabla No. 3, se muestran los tratamientos que

frecuentemente se emplean en los principales procesos industriales.

Reducción catalítica.

La primera forma ampliamente reconocida de contaminación del aire fue el humo,

partículas finas de carbono que se originan de la ignición incompleta de

Control de Partículas.

89

combustibles, y ceniza inorgánica que proviene de l a materia no combustible

dentro de los combustibles. Existen varios métodos para éste.

Es el mecanismo natural más importante de remoción de partículas. Se emplea

para sólidos y líquidos con tamaño > 50 µm que sedimentan fácilmente al

disminuir la velocidad de la corriente gaseosa. Operan de manera similar a l os

sedimentadores de agua, es decir, presentan un aumento de área transversal al

paso del fluido con el objeto de disminuir la componente horizontal de la velocidad

y permitir que la componente vertical haga posible la sedimentación de la

partícula. Uno de los equipos más comunes es la cámara de Howard, que tiene

baja eficiencia y ocupa mucho espacio, pero cuyo costo de instalación y operación

es muy bajo y su funcionamiento es sencillo. Es común encontrarla como

pretratamiento.

Por Gravedad.

Estos equipos se basan en l a modificación brusca de l a línea de corriente, un

ejemplo de éstas son las cámaras de persianas. Su eficiencia no es muy alta pero

tampoco su costo.

Por Inercia.

90

INDUSTRIA O PROCESO

FUENTE DE EMISION

CONTAMINANTE TRATAMIENTO

Siderúrgicas

(fierro y acero)

Altos hornos.

Hornos de acero.

Óxido de fierro,

polvo y humo.

Ciclones, filtro,

precipitación

electrostática y

colectores húmedos.

Fundición de fierro

gris.

Cubilotes.

Mezcladores.

Óxido de fierro,

humo,

aceite en polvo,

fumos de metal.

Lavadores y

colectores

centrífugos.

Industria metalúrgica

no ferrosa

Fundidoras y hornos. Humo y

fumos de metal,

aceite y grasa.

Precipitadores

electrostáticos y

filtros.

Refinerías de

petróleo

Regeneración de

catalizadores.

Incineración de

lodos.

Catalizadores

en polvo,

cenizas de los lodos.

Ciclones,

precipitadores

electrostáticos,

lavadores y filtros.

Fabricación de

cemento

Hornos. Secadores.

Manejo de

materiales.

Álcalis y

polvos del proceso

Filtro, precipitadores

electrostáticos y

colectores mecánicos

Producción de papel

(proceso Kraft)

Hornos de

recuperación.

Secadores.

Tanques de

fundición.

Polvos químicos Precipitadores

electrostáticos,

lavadores tipo

Ventura

Fabricación del ácido

sulfúrico y fosfórico

Procesos térmicos.

Acidificación.

Tamizado.

Niebla ácida y

polvos.

Precipitadores

electrostáticos y

lavadores de niebla,

tamizado.

Procesamiento del

coque

Horno.

Templado.

Manejo del material.

Polvo de carbón y

de coque.

Hidrocarburos.

Diseño y

mantenimiento

cuidadosos.

Vidrio y fibra de vidrio Hornos. Moldeado y

curado. Manejo de

material

Niebla ácida,

polvos alcalinos,

polvos y aerosoles

Filtros y quemadores.

Tabla No. 3.4 Tratamiento empleados en los procesos industriales.

91

Debido a que las fuerzas centrifugas que se pueden generar son mucho mayores

que las de la gravedad, con este método se logra retener las partículas de menor

tamaño. Los dispositivos que emplea, este mecanismo son los ciclones y los

precipitadores dinámicos.

Fuerza Centrífuga.

Ciclones. Consta de dos partes una ci líndrica y otra cónica. El gas entra tangencialmente

por la parte alta del cuerpo cilíndrico y se mueve en espiral hacía la parte inferior

del cono (remolino exterior), a par tir de ahí el aire cambia de dirección subiendo

por la parte interna y girando en el centro de otro remolino. La fuerza centrífuga

hace que las partículas suspendidas en el gas se depositen en la pared del ciclón

y, tanto por acción de la gravedad como por el cambio de dirección son

desplazadas hacía abajo. Así la mayor parte caen en un receptáculo de donde se

extraen por medio de un tornillo sin fin.

El rendimiento de un ciclón es inversamente proporcional a su diámetro y

directamente a l a masa de l as partículas. Los ciclones con diámetros grandes

tienen buenas eficiencias para partículas entre 40 y 50 µm y los pequeños

(diámetro de 23 cm) son eficaces para las de 15 a 20 µm. Por otra parte, se ha

encontrado que se obtiene una elevada eficiencia en l a remoción de peq ueñas

partículas (hasta de 5 y 10 µm) cuando se emplean varios ciclones en serie.

Precipitadores dinámicos. Son unidades muy compactas que imparten movimiento centrífugo al gas por

medio de aspas logrando una fuerza aproximadamente siete veces más potente

que la de los ciclones. Se emplea en las industrias de la cerámica, farmacéutica,

alimentaría y procesadora de madera. No funciona con material húmedo y fibroso

ya que se atascan en las aspas. Tiene un consumo energético superior a la de los

ciclones.

92

Se basa en la colisión de l a partícula con un o bstáculo en tal forma que son

retenidas. Existen dos grandes grupos que emplean este método de separación:

los lavadores y los filtros.

Por Intercepción.

Lavadores. En los lavadores se introduce un l íquido que pu ede ser agua o una so lución

reactiva, por aspersión o por derrame. En general, no retienen partículas inferiores

a 1µm. Un ejemplo son los lavadores húmedos que son sistemas eficientes pero

caros, ya que es necesario considerar el costo del líquido empleado. El

rendimiento de estos sistemas esta relacionado con la energía consumida,

expresada como una pérdida de carga. Así resulta que son los colectores Venturi

los de mayor eficiencia. Los lavadores se aplican especialmente para gases

calientes y húmedos cuando la altura de la pluma no es un factor limitante. Los

colectores húmedos más empleados son las torres de aspersión, el lavador

ciclónico y el lavador Venturi.

Se emplean para remover tanto gases como partículas. Tienen baja pérdida de

carga y pueden manejar gastos muy importantes. El gas se introduce en sentido

ascendente, las partículas colectadas en el fondo junto con el líquido. Son

eficientes para partículas superiores a 10 µm.

Torres de aspersión.

Operan de manera similar al ciclón sólo que dentro de este se introduce un líquido

por medio de boquillas, se obtienen eficiencias un poco mejores que con la torres

de aspersión, para partículas de tamaño de 100 µm la eficiencia es cercana la

100%, para las de 5 a 50 µm es de 90% a 98%. El rendimiento depende del gasto

del agua, el tamaño de la gota y el de la partícula.

Lavadores ciclónicos.

93

Son muy eficientes para remover partículas entre 0.5 y 5 µm. el gas pasa a través

de la garganta del Venturi a una velocidad de 60 a 80 m/sec. En este punto se

rocían gotas gruesas de agua en que son atomizadas debido al efecto de la alta

velocidad de paso de aire. Las gotas de agua se unen con las presentes en el gas

y sedimentan a la salida. El costo de funcionamiento es muy elevado por lo que su

aplicación es limitada.

Lavadores Venturi.

Filtros. En la filtración se conduce la corriente gaseosa a través de un filtro de papel o de

tela que permite el paso del aire pero no el de l as partículas. Inicialmente las

partículas pequeñas son retenidas por intersección, difusión, impacto inercial,

atracción electrostática o sedimentación, pero que una vez que el polvo retenido

forma una capa sobre el filtro la eficiencia se debe básicamente al cribado.

Los filtros son bolsas con forma de sobre o tubular de tamaño entre 1.8 y 9 metros

que se pueden colocar en co njunto en una “casa de filtros”, las cuales son

unidades compactas. Remueven comúnmente partículas de 0.5 mm e incluso de

0.1 µm. Conforme la filtración se lleva acabo, la pérdida de carga aumenta; hasta

un punto tal que deben limpiar o sustituir. La limpieza se puede efectuar en forma

continua o periódica.

En los filtros existen riesgos de explosión o de i ncendio. La tasa común de

filtración es de 3 a 30 m3/m2h; se debe seleccionar el material filtrante de acuerdo

a las características del flujo. Se pueden manejar con fibras especiales gases con

temperaturas hasta de 290°C. En los filtros se tienen rendimientos variables, pero

si se quiere asegurar una buena eficiencia el equipo se torna muy caro, ya que

puede necesitar 0.1 m2 de área de filtro por m3

de aire por minuto, tanto el costo

inicial como el mantenimiento de este equipo es elevado.

94

Los filtros se emplean habitualmente debido a la propiedad de retener una amplia

gama de partículas de diversos tamaños, su flexibilidad de diseño, capacidad de

tratar flujos elevados a al tas velocidades, pérdida de carga y requerimientos

energéticos razonables. Se usan frecuentemente en las cementeras, fundidoras,

hornos de acero y procesadoras de granos.

Precipitación electrostática. La separación se efectúa aprovechando la capacidad de ionización de l os

compuestos en un campo eléctrico que los desvía y obliga a adherirse a uno de

los electrodos, este proceso se puede aplicar tanto para gas seco como húmedo.

Los precipitadores electrostáticos se encuentran entre los equipos de control de

contaminantes más antiguos, se dividen en dos grupos; de bajo voltaje con dos

etapas y de alto voltaje con una sola etapa. Los primeros operan entre 6 000 y 12

000 voltios y se emplean para acondicionamiento del aire en los hospitales y

comercios. Los precipitadores de alto voltaje operan entre los 30 000 y 100 000

voltios y se utilizan en las industrias. El funcionamiento de estos se basa:

Carga negativa de las partículas.

Colección de estas en una superficie positiva.

Neutralización de la carga en el colector.

Remoción de las partículas por lavado, raspado o

Gravedad

Estos equipos son generalmente usados para remover material particulado de

corrientes gaseosas, las cuales pueden ser fácilmente ionizadas, debido a que en

dichos equipos cuando las partículas suspendidas en un gas se exponen a iones

gaseosos dentro de un campo electrostático, adquieren una carga y se desplazan

bajo la acción del campo.

La situación de la contaminación atmosférica, no solo implica caracterizar, manejar

y controlar todas las emisiones gaseosas o partículas que se producen en la

industria, sino que es un mecanismo que da solución técnica, social y económica

al impacto que ocasionan dichas emisiones, en este sentido, el presente trabajo

95

pretende mencionar algunas acciones que se realizan para el manejo de l as

emisiones.

Para establecer un control efectivo sobre las fugas de materiales que se liberan a

la atmósfera, es necesario aplicar lo siguiente:

a) Buenas prácticas en los equipos. b) Buenas prácticas en el trabajo.

a) Buenas prácticas en los equipos.

Uso de equipo para reducir emisiones.

Tecnología limpia (sin fugas) para válvulas y bombas.

Tapones para tuberías abiertas.

Discos de ruptura y sello de p oca resistencia (O-RINGS) para las

válvulas de venteo a presión.

Sellos de mecanismo dual.

Sistemas de muestreo cerrado.

Encerramiento del área sellada/venteo a un dispositivo de control de

la combustión, a partir de sellos dinámicos.

b) Buenas prácticas en el trabajo.

Planes y procedimientos para reducir emisiones.

Detección de fugas y reparación.

Monitoreo mensual (recomendado).

Sistemas de mantenimiento en el caso de fugas pequeñas.

Selección de Equipos de Control de Emisiones Contaminantes Atmosféricos para

Procesos Industriales.

Emisión: La d escarga directa o i ndirecta a la atmósfera de toda sustancia en

cualquiera de sus estados físicos o de energía.

Los factores que influyen en la selección: Técnico

96

Características del proceso.

Características del contaminante.

Características de la corriente gaseosa.

Económico

Costos de capital.

Costos de operación.

Tiempo de vida del equipo.

Características del proceso: Grado de colección requerida.

Cumplir con normatividad.

Cumplir con normas internas.

Caída de Presión.

Requerimientos de espacio.

Requerimientos de servicios auxiliares (agua, energía eléctrica,

vapor, etc.)

Mantenimiento.

Generación de residuos.

Medidas de seguridad.

Material de construcción.

Equipo auxiliar (bombas, válvulas, motores, controladores, etc.).

Características del contaminante: Tamaño de partículas.


Densidad.

Propiedades ópticas.

Toxicidad.

Reactividad/Explosividad.

Corrosividad.

Propiedades eléctricas.

Concentración.

97

Características de la corriente gaseosa: Flujo.

Viscosidad.

Temperatura.

Presión.

Humedad.

Temperatura de rocío.


Toxicidad.

Flamabilidad.

Conductividad.

Programas de contingencia. Otra forma de prevenir y controlar la contaminación es el desarrollo e implantación

de los diversos programas gubernamentales, tales como:

Reducción del 50% de emisiones en las industrias más contaminantes.

Reducción de transito vehicular en vialidades y cruceros críticos.

Incremento del gas natural consumido en las termoeléctricas de la ZMVM.

Paro de vehículos oficiales no indispensables.

Programa de Hoy no circula.

Suspensión de actividades de bacheo, pintura, pavimentación y obras que

entorpezcan la circulación.

Suspensión de actividades de purgas y desfogues.

98

3.6 Marco Legal.

De acuerdo con la LGEEPA, todas las emisiones de contaminantes en la

atmósfera, deben ser reducidas o controladas, por lo tanto la SEMARNAT en

coordinación con la Secretaría de Salud, expiden normas que establecen los

niveles máximos permisibles de emisión por contaminante y por fuente, y además

podrán requerir la instalación de equipos de c ontrol de emisiones a quienes

realicen actividades contaminantes en zonas conurbadas ubicadas en dos o más

entidades federativas. A continuación se mencionan algunas de ellas:

Norma Comentario NOM-085-SEMARNAT-2000 Establece el límite máximo de em isiones en los sistemas de

combustión indirecta, que operan con combustibles en fuentes fijas. NOM-041-SEMARNAT-2000 Establece los límites máximos permisibles de em isión de g ases

contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina.

NOM-042-SEMARNAT-2000 Establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, y óxidos de nitrógeno provenientes del escape de vehículos automotores nuevos en plantas, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes de s istema de c ombustibles que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos.

NOM-048-SEMARNAT-2000 Establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de c arbono y humo provenientes del escape de las motocicletas en circulación que usan gasolina.

NOM-050-SEMARNAT-2000 Establece los límites máximos permisibles de em isión de g ases contaminantes provenientes del escape que usa gas licuado de petróleo, gas natural u otros como combustibles alternos.

NOM-047-SEMARNAT-2000 Establece las características del equipo y el procedimiento de medición para la verificación de los niveles de emisión de contaminantes provenientes del escape de vehículos automotores en circulación que utilizan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos.

NOM-076-SEMARNAT-2000 Establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno provenientes del escape, aspa como de hi drocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible que usa gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos y que e utilizaran para la propulsión de vehículos automotores con peso bruto vehicular mayor de 3857 Kg.

NOM-034-SEMARNAT-2000 Establece los métodos de m edición para determinar la concentración de monóxido de c arbono en el aire, ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

NOM-036-SEMARNAT-2000 Establece los métodos de m edición para determinar la concentración de ozono en el aire, ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

Tabla 3.5 Legislación en materia de atmósfera.

99

Autoevaluación.

1. Que es contaminación atmosférica? 2. Mencione 5 f uentes de contaminación atmosférica y sus efectos al medio ambiente o al hombre. 3. Que son los contaminantes primarios y la diferencia con los secundarios? 4. Cual es diferencia entre el término Inmisión y emisión? 5. Mencione 3 factores que influyan en la contaminación atmosférica. 6. Que son los criterios de calidad del aire y enuncie los contaminantes criterio. 7. Describa el fenómeno de inversión térmica y cuales son sus consecuencias. 8. Que es una fuente fija, móvil, indirecta, compuesta, puntual, lineal y de ejemplo de esta. 9. Mencione 4 Normas para la contaminación atmosférica. 10. Describa 3 tecnologías para controlar la contaminación atmosférica con sus ventajas y desventajas.

99

UNIDAD IV

PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO.

OBJETIVO.

El alumno conocerá la problemática de la contaminación del suelo, sus causas y

métodos de remediación.

100

4.1 Introducción.

El desarrollo agrícola del Neolítico y sobre todo el posterior descubrimiento de los

metales y la manera de transformarlos, debieron ser las causas fundamentales de

la contaminación de los suelos. Las labores agrícolas en climas más o menos

áridos provoca frecuentemente la salinización del suelo. El regadío intensivo con

aguas de baja calidad (a veces, además, en áreas con suelos de sustratos ricos

en sales) provoca la rápida degradación del suelo. La salinización ha originado

pérdidas muy importantes de la capacidad productiva en todas las culturas.

El descubrimiento y utilización de l os metales originó la meteorización y los

elementos metálicos, que provocaron la contaminación del entorno.

El desarrollo de la cultura urbana, la concentración de población en pequeños

espacios implican residuos que se eliminan a través del suelo y el agua, así como

el incremento de actividades comerciales e industriales.

La revolución industrial ha representado una extrema abundancia de productos

residuales que han llevado en el siglo XX, y más concretamente en l a segunda

mitad, los niveles de contaminación mundial a límites insostenibles.

La época actual esta muy marcada por la sociedad de consumo pero además

existe otro agravante y es la cantidad diaria que en el planeta se genera de todo

tipo de residuos que aunque puedan ser degradados de forma natural, el tiempo

que para ello se necesitará es tan elevado que son focos potenciales de

contaminación.

Las consecuencia de este aumento de residuos son por una parte la disminución

de las materias primas y por otra, que el abandono incontrolado de estos residuos

origina serios problemas ambientales. Esto nos lleva a l a conclusión de que se

produce una dispersión de los contaminantes y por lo tanto la magnificación del

problema. En la evolución de la contaminación producida por diferentes

101

compuestos se observa en los últimos años que los compuestos radiactivos tienen

tendencia a disminuir mientras que otros como los organoclorados, derivados del

petróleo y contaminaciones de origen biológico, no dejan de aumentar

La historia de la contaminación en los últimos milenios ha podido ser reconstruida

gracias a los análisis de los histosoles. Los histosoles son suelos turbosos y

frecuentemente presentan grandes espesores (algunos de ellos de muchas

decenas de metros), lo que representa que se ha estado acumulando materiales

orgánicos durante un dilatado margen de tiempo. Algunos autores (Martinez

Cortizas et al. 1997) han an alizado los metales pesados de estos suelos para

evaluar la contaminación atmosférica existente en el momento de acumulación de

estos materiales. La turberas se han perforado mediante unos sondeos y las

muestras correspondientes se han analizado químicamente y se han datado sus

edades.

El suelo es una mezcla de m ateria orgánica, partículas minerales y aire en

proporciones variables. La formación del suelo, es un proceso dinámico y muy

lento, nace y evoluciona bajo acción de los factores activos del medio, el clima y la

vegetación. El factor climático tiene la propiedad de conseguir suelos análogos a

partir de rocas madres diferentes.

El suelo, se originó como consecuencia de la desintegración física en pequeños

fragmentos de la roca madre. La vegetación que se desarrolla sobre el suelo va

dejando cierta cantidad de residuos constituyéndose así el soporte orgánico.

En función de un relieve y de u n clima determinado, la evolución progresiva de

este suelo puede ser erosiva o se dimentaria. La vegetación, fauna y

microorganismos que se adaptan a esta situación intervienen a su vez

poderosamente en el proceso de maduración del suelo. Un suelo es un sistema

biogeoquímico que mantiene con la biosfera, la atmósfera y la hidrosfera un

intercambio de materia y energía.

102

4.2 Composición del suelo.

El suelo es concebido de diferentes maneras según el campo del conocimiento y

el uso. El ecólogo define al suelo como el hábitat que soporta a los seres vivos. El

microbiólogo considera al suelo como el medio donde existen poblaciones

microbianas útiles y dañinas para plantas y animales. El ingeniero agrónomo

define al suelo como el terreno con propiedades químicas, físicas, microbiológicas

e hidráulicas, que soporta plantas y que puede producir cosecha. El ingeniero civil,

define al suelo como un ag regado natural de g ranos minerales, agua, aire y

materia orgánica que pueden ser separados por medios mecánicos suaves

(tamizado, dilución en agua) y que pueden alterar sus características físicas y

químicas por acción de los agentes externos que actúen sobre él. La definición del

concepto de suelo más aceptada actualmente es: “Cuerpo natural que se

encuentra sobre la superficie de la corteza terrestre, que contiene materia viva,

soportando o que es capaz de soportar plantas” (Soil Survey Staff, 1998).

Esta definición es bastante precisa ya que aporta tres elementos fundamentales:

Cuerpo natural: tiene características propias y está sujeto a pr ocesos

químicos, físicos y microbiológicos específicos.

Materia Viva: se refiere a q ue es un cuerpo con enorme cantidad de

organismos vivos, tales como, hongos, actinomicetos, bacterias, lombrices,

insectos y organismos superiores, mismos que intervienen conjunta y

activamente en los procesos dinámicos y formativos del suelo.

Soporta o es capaz de soportar plantas: el estudio del suelo está

estrechamente relacionado al estudio de los requerimientos de las plantas

(Ortiz y Ortiz, 1988). Además de que incluye las necesidades nutrimentales

de las plantas es conveniente considerar la inclusión de la tolerancia de las

sustancias tóxicas, tanto para las plantas como para los componentes de la

microfauna y de la macrofauna del suelo.

103

Desde el punto de vista de su naturaleza física y química, el suelo es un sistema

mecánico complejo que consta de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La masa

de la fase sólida ocupa aproximadamente el cincuenta por ciento del volumen

total, consiste fundamentalmente de materiales minerales y cierta cantidad de

materia orgánica, el resto del volumen constituido por el espacio poroso o vacío,

está ocupado por las fases líquida y gaseosa cuyas proporciones varían

recíprocamente entre sí y fluctúan en forma considerable bajo condiciones

climáticas. Por tanto, la proporción de l os componentes principales del suelo

(partículas inorgánicas, materia orgánica, agua y aire) varían de acuerdo con las

diferentes clases de suelos, con el lugar y con la profundidad, pero en forma

general existen íntimamente mezclados.

La multitud de constituyentes que lo forman se distinguen por medio de cuatro

categorías:

1ª Categoría: Aproximadamente el 45%. de materia inorgánica o mineral

(especies iónicas, carbonatos, sulfuros). Sólidos.

2ª Categoría: Aproximadamente el 5% de materia orgánica. (sustancias

húmicas, proteínas, sales). Sólidos.

3ª Categoría: El 20% o 30% lo constituye la fase liquida (agua). Poros.

4° Categoría: El 20% o 30% lo constituye la fase gaseosa (aire).

Ocupando los espacios porosos existentes entre las partículas sólidas.

Esta distribución de los materiales que constituyen el suelo, no es homogénea y

según evoluciona el suelo, pasa de ser superficial al principio hasta hacerse cada

vez más profundo destacándose así extractos sucesivos de color, textura y

estructura diferentes, denominados horizontes. El conjunto de estos horizontes

constituyen el perfil de un su elo y es el estudio de este perfil lo que refleja la

acción de procesos bioquímicos y físico-químicos que han tenido lugar en él.

En un suelo bien desarrollado se distinguen en profundidad 3 horizontes A, B, C:

104

1. Horizonte A. Capa superficial (profundidad de 15 a 25 cm.). Esta formado

mayoritariamente por materia orgánica, tiene color oscuro, partículas muy

finas y es muy poroso. Principalmente es material disuelto o suspendido.

2. Horizonte B. Subsuelo (profundidad de 45 a 120 cm.) Esta formado por

productos de alteración de las rocas subyacentes y recibe material orgánico

y mineral de horizonte superior, es de color pardo-rojizo por la presencia de

oxido de hierro. Principalmente son arcillas.

3. Horizonte C. El más profundo. Esta formado por material disgregado del

fondo rocoso, tienen una matriz de arcilla y arena que cada vez son mas

numerosas y de mayor tamaño. Casi llega al nivel freático. Después de este

horizonte sigue la roca.

Roca: Agregado natural de m inerales unidos por fuerzas cohesivas y

permanentes.

El material que forma parte del suelo es muy diverso, el cual puede generalizarse

en 5 clases, que a continuación se presentan:

Material Sólido del Suelo.

a. Materia orgánica.

b. Formas de vida biológica.

c. Agua y componentes de sales disueltas.

d. Aire y gases.

e. Componentes minerales no solubles en agua (Inorgánicos), como; arcillas,

limos, arena y grava

Materia Orgánica. Consiste en una mezcla de bi omasas, plantas parcialmente degradadas,

organismos vivos microscópicos y el humus, incluye materiales de origen vegetal o

animal en di ferentes estados de descomposición, desechos orgánicos agrícolas,

etc.

105

El humus es el residuo originado por la acción de hongos y bacterias sobre las

plantas y esta compuesto por una fracción soluble y una fracción insoluble: la

humina. Este componente desempeña un papel importante en los procesos físicos

y químicos que tienen lugar en el suelo.

Fig. No. 4.1. Material mineral no consolidado sobre la superficie de la tierra que ha estado sujedo a / e influenciado por factores genéticos y del medio ambiente como son el material madre, el clima, los macro y microorganismos y la topografía, que actúan en un período de tiempo para originarlo”

Formas de vida biológica. 1. Microorganismos; son los principales protagonistas en la degradación de la

materia orgánica y en la síntesis de los nutrientes de las plantas.

2. Plantas superiores (césped, árboles, etc.)

3. Roedores.

4. Entofauna (hormigas, escarabajos, etc.)

El suelo es el elemento del ambiente que contiene más formas de vida.

Agua y componentes de sales disueltas. El agua forma parte del suelo en la siguiente proporción: 25% agua, 25% aire,

50% minerales. Conforme se satisface la necesidad de campo inicia la filtración.

106

Aire y gases. Estos dos elementos son muy importantes ya que proporciona el oxígeno alas

plantas y libera el CO2 (cuando se remueve la tierra). Es importante que el

oxígeno tenga acceso a la zona de raíces, pero también que el CO2

formado se

libere.

Material Inorgánico. La mayor parte de limos, arcillas están compuestos de aluminio y sílice, los

minerales diferentes se cuentan por miles, pero tan sólo unos cuantos son

importantes para las ciencias del suelo, la mayoría de los minerales que revisten

importancia son: Silicatos y aluminatos, como el cuarzo, feldespato ortoclasa,

feldespato de plagioclasa, mica , hornblenda, calcita, etc. Una propiedad

importante del suelo es que tiene carga negativa, debido al contenido de aluminio

e hidróxidos. Algunas otras son:

Partículas coloidales: Provienen de la erosión de las rocas subyacentes

y están constituidos por minerales arcillosos. Tienen gran capacidad de

adsorción convirtiéndose en al macenes de agua y nutrientes para las

plantas.

Minerales: Los principales son el cuarzo y diversos silicatos

procedentes de la disgregación de las rocas ígneas y metamórficas.

Óxidos: Principalmente los óxidos de hierro de ahí la típica coloración

ocre. Y en menor proporción los óxidos de magnesio, titanio, aluminio y

zinc.

Los carbonatos: El principal es el carbonato calcio, es una gran fuente

de carbono con abundante presencia en el suelo.

107

4.3 Propiedades Físicas y Químicas del Suelo.

Cada suelo se caracteriza por sus propiedades físicas y químicas, el conocimiento

de estas característica, nos permite preveer la dinámica de las sustancias

contaminantes. Las propiedades físicas y químicas del suelo influyen en el destino

y transporte de los contaminantes. La transmisión hacia el agua subterránea (zona

saturada) o l a retención en l as capas superficiales del suelo (zona vadosa),

dependerá de las propiedades físicas y químicas del suelo.

Propiedades Físico-Químicas. La textura, estructura, densidad, conductividad hidráulica, humedad, materia

orgánica y capacidad de intercambio catiónico son propiedades físicas y químicas

del suelo, que influyen en la retención y liberación de químicos orgánicos en los

sistemas subterráneos.

Textura. Es la propiedad física que evalúa y caracteriza a los suelos desde la perspectiva

de la distribución relativa de l os diferentes tamaños de partículas minerales que

los conforman. Según el tamaño las partículas del suelo, se agrupan en las clases

denominadas: gravas, arenas, limos y arcillas. La ca ntidad relativa de est as

clases definen si el suelo es grueso o fino, lo que es conocido como textura.

La arena está compuesta de partículas que poseen diámetros en el rango de 2.0 a

0.05 mm. De acuerdo con el sistema del Departamento de Agricultura de l os

Estados Unidos (USDA), la arena es dividida en muy fina, fina, media, gruesa y

muy gruesa.

El limo está compuesto de partículas que poseen diámetros en el rango de 0.05 a

0.002 mm (2 micrones). En el tamaño de partícula de 0. 05 mm, no es fácil

distinguir muy bien las partículas de arena muy fina y las de limo. En general si al

colocar las partículas entre los dedos éstas se sienten gruesas o abrasivas,

108

probablemente se trate de una arena y no de u n limo. Las partículas de limo al

colocarlas sobre los dedos dan la sanción similar a la de un talco.

La arcilla está compuesta de partículas de diámetro menor que 0.002 mm (menos

de 2 micrones). Las partículas de arcillas tienden a ser de forma plana mas que de

forma esférica y poseen un área superficial grande en un gramo. Porque la

superficie específica de la arcilla es muchas veces más grande que la de la arena

o limo, un gramo de arcilla adsorbe mucha más agua que un gramo de arena o

limo porque la adsorción de agua es una función del área superficial.

El porcentaje de arena, limos y arcillas de un suelo permite categorizarlo dentro de

alguna de las doce principales clases texturales, enumeradas en orden de finura

creciente, según se indica en la tabla No.4.1

1. Arena 7. Migajón arcillo arenosa

2. Arena migajosa 8. Migajón arcillosa

3. Migajón arenosa 9. Migajón arcillo limosa

4. Migajosa 10. Arcilla arenosa

5. Migajón limosa 11. Arcilla limosa

6. Limosa 12. Arcillosa

Tabla No. 4.1 Diferentes clases texturales del suelo.

La textura define el área total de la superficie expuesta de las partículas de suelo.

El área superficial es inversamente proporcional al tamaño de partícula, los suelos

arcillosos tienen mayor área superficial que los suelos arenosos.

La retención de fluidos líquidos y la capacidad de i ntercambio catiónico están

altamente correlacionadas con el área superficial de los agregados del suelo. Las

arcillas son partículas muy pequeñas con diámetros menores a los 0.002

milímetros (tabla No.4.2), lo que les confiere una capacidad adsorbente mayor en

comparación a las gravas, arenas y limos.

109

Cuando en un suelo se presentan aproximadamente proporciones iguales en peso

de arena, limos y arcillas se habla de un suelo “franco” o migajón, en est as

condiciones predominan las propiedades de la arcilla, limos y arena (en ese

orden).

Las partículas del suelo se presentan por lo general en forma de ag regados

(peds), la disposición de estos agregados en patrones determinados se denomina

“estructura”.

Fracción USA ( φ mm) Internacional

Grava > 2.0

Arena muy gruesa 2.0 - 1.0 2.0 - 0.2

Arena gruesa 1.0 - 0.5

Arena media 0.5 - 0.25

Arena fina 0.25 - 0.10 0.2 - 0.02

Arena muy fina 0.10 - 0.05

Limos 0.05 - 0.002 0.02 - 0.002

Arcillas < 0.002 < 0.002

Tabla No. 4.2 Tamaño de partículas para diferentes texturas.

Densidad. La densidad del suelo se expresa por dos conceptos muy aceptados:

1. Densidad de la partícula y,

2. Densidad de la masa.

Densidad de la partícula. El peso por volumen unitario de la parte sólida del

suelo se llama densidad de la partícula. Expresa la densidad de las partículas del

suelo, como si no ex istieran espacios vacíos en éste, también referida como

densidad real, depende de l as densidades acumulativas de los constituyentes

individuales inorgánicos y orgánicos del suelo. La densidad de la partícula de

suelos predominantemente mineral varía de 2.6 a 2.75 g/cm3, mientras que la

110

materia orgánica oscila entre 1.2 y 1.7 una ci fra generalmente aceptada de

densidad de la partícula en suelos normales es de 2.65 g/cm3

. La densidad de la

partícula es mas elevada si en el suelo se hallan presentes cantidades grandes de

minerales pesados como magnetita, limonita, hematites y circón. Con el aumento

de la materia orgánica en el suelo, disminuye la densidad de la partícula.

Densidad de la masa. El peso que se seca al horno de un volumen unitario de

suelo incluyendo los espacios porosos y expresado en g ramos por centímetro

cúbico, se llama densidad de la masa, también conocida como densidad aparente.

La densidad de la masa del suelo dividida entre la densidad del agua, se conoce

como peso por volumen o peso específico aparente. La densidad de la masa de

un suelo es siempre más pequeña que la densidad de la partícula. Normalmente la

densidad de la masa disminuye a medida que los suelos minerales son más finos

en textura.

La densidad de la masa varía indirectamente con el espacio poroso total presente

en el suelo y proporciona un cálculo aproximado de la porosidad del suelo. La

densidad de la masa es más importante que la densidad de l a partícula para

comprender el comportamiento físico de l os suelos. En general los suelos con

bajas densidades de masa tienen condiciones físicas favorables, mientras que

aquellos con densidades elevadas de masa poseen malas condiciones físicas. La

densidad de la masa ayuda a determinar el peso de los suelos.

Porosidad. La porosidad se refiere al porcentaje del volumen del suelo que está ocupado por

los espacios intersticiales o espacios porosos. Se puede calcular con la siguiente

ecuación:

n = 100 - (Dm/Dp

donde:

)100

n = Porcentaje de espacios vacíos

Dm = Densidad de la masa (g/cm3

D

)

p = Densidad de la partícula (g/cm3)

111

La porosidad varía con la textura del suelo, la forma de las partículas individuales,

la estructura del suelo y la cantidad de materia orgánica. En los suelos arenosos,

aunque los poros son muy grandes el espacio poroso total es pequeño. En los

suelos de textura fina, existe la posibilidad de más granulación y el espacio poroso

total es elevado debido a l os espacios entre las partículas individuales y en l os

gránulos.

De los suelos arenosos a los suelos arcillosos, el espacio poroso varía de 32 al

50%. En presencia de materia orgánica, ese espacio aumenta más y puede

elevarse hasta el 60% en su elos de tierra de p astoreo. Los suelos arcillosos

muestran variaciones más grandes de espacio poroso que los suelos arenosos.

La porosidad indica el espacio poroso total y no el tamaño y la forma de los poros

individuales. El tamaño de los poros permite reconocer macro y microporos, pero

la determinación de sus cantidades individuales o proporción es muy difícil. Si se

pudiera calcular, se podría determinar fácilmente el movimiento de la humedad en

el interior del suelo.

El movimiento de fluidos en el suelo (aire, agua, diesel) está íntimamente ligado al

tamaño de los poros. Los macroporos (no capilares) permiten el movimiento libre

de los fluidos y no tienden a retenerlos de forma significativa, mientras que en los

microporos (capilares) se presentan fuerzas de retención, el movimiento es

restringido y existe mayor probabilidad de retención de los fluidos.

Conductividad hidrúlica. Esta se refiere a la facilidad con la que un suelo conduce o transmite fluidos, esta

propiedad es comúnmente conocida como permeabilidad. La conductividad

hidráulica depende básicamente de la distribución y tamaño de los poros en el

suelo. El grado de agregación del suelo determina en gran parte la distribución y

tamaño de poros. Las partículas o agregados de mayor tamaño, como gravas y

arenas gruesas, producen mayor cantidad de macroporos y por lo tanto

conductividades altas.

112

Normalmente el comportamiento de la conductividad es:

Aumenta con el grueso de la textura del suelo y disminuye a mayor finura.

Varía directamente proporcional con el contenido de humedad.

Los suelos con conductividades altas presentan potenciales altos de

contaminación de las aguas freáticas.

Una conductividad baja es indicativa de clases texturales finas, presenta

menor facilidad a que el fluido migre, presencia abundante de microporos y

fenómeno de retención debido a fuerzas capilares.

El concepto de permeabilidad relativa

es fácilmente descrito a través de un modelo

conceptual que involucra dos fluidos inmiscibles. Dos fluidos inmiscibles pueden

ocupar el espacio poroso del suelo, pero solo una porción de los espacios porosos

está disponible para que fluya cada uno de los fluidos.

En efecto, la permeabilidad del suelo a uno de estos fluidos es dependiente de

hasta que medida el suelo está saturada por otro fluido.

La permeabilidad relativa es definida como la relación de per meabilidad de un

fluido a una saturación dada con base a su permeabilidad observada al 100% de

saturación. El suelo es más permeable a un líquido cuando está saturado al 100%

por ese líquido. La p ermeabilidad relativa es típicamente reportada como una

fracción de l a unidad. La per meabilidad relativa depende de los porcentajes de

saturación de aceite y agua presentes. También depende de factores tales como

tensión interfacial, distribución del tamaño de poro y viscosidad del fluido.

La siguiente figura presenta una gráfica de permeabilidad relativa para un sistema

de dos fases agua-aceite, en esta figura se aprecia la relación entre la

permeabilidad para cada uno de los fluidos correspondiente a diferente saturación

hasta la observada al 100%. A medida que la saturación de cualquiera de las

fases se incrementa, la permeabilidad relativa de la otra fase decrece, en la región

1 y 2 el agua y el aceite deben alcanzar una saturación mínima antes que el

113

líquido pueda llegar a ser inmovilizado, esta saturación mínima es conocida como

saturación residual e irreducible. (Dragun, 1998).

Fig. No.4.2 Permeabilidad para un sistema de dos fases.

Humedad. La humedad del suelo es el contenido de agua del suelo. Se expresa en % y es

obtenida de la relación entre el peso del agua contenida en el mismo y el peso de

su fase sólida.

pH

La adecuación del suelo como un medio para el desarrollo de las plantas y de los

microorganismos deseables depende de que el suelo sea ácido, neutro o alcalino.

Esto es debido a q ue muchas de las reacciones químicas y biológicas que se

llevan a ca bo en el sistema suelo son dependientes de los niveles de iones

hidrógeno (H

.

+) y iones de oxidrilo (OH-) presentes en dicho sistema. El pH es el

método común para expresar la relación entre H+ y OH-

. Con pH se quiere decir el

114

logaritmo de la recíproca de la concentración de iones de hidrógeno en gramos

por litro, que habitualmente se escribe:

El pH del suelo es comúnmente la propiedad más medida, usualmente el

procedimiento utilizado para su medición en el laboratorio es mezclando una parte

de suelo con una o dos partes de agua, y el electrodo de referencia de pH es

inmerso en la suspensión de lodo formado. La descripción del grado de acidez o

alcalinidad del suelo sobre la base de pH

se establece en la tabla No. 4.3.

pH

Extremadamente ácido < 4.5

Muy fuertemente ácido 4.5 – 5.0

Fuertemente ácido 5.1 – 5.5

Medio ácido 5.6 – 6.0

Ligeramente ácido 6.1 – 6.5

Neutro 6.6 – 7.5

Ligeramente alcalino 7.6 – 7.8

Moderadamente alcalino 7.9 – 8.4

Fuertemente alcalino 8.5 – 9.0

Muy fuertemente alcalino > 9.1

Tabla No.4.3 Escala de pH

para el suelo.

Las concentraciones de los iones (H+) y (OH-

) en el sistema suelo, influencian:

a. Las reacciones y movilidad de los metales.

b. La solubilidad de químicos inorgánicos.

c. La disponibilidad de algunos elementos esenciales (macro y

micronutrientes) hacia las plantas y microorganismos.

PH= Log 1 H+

115

Materia orgánica. La materia orgánica del suelo (MOS) es una acumulación de materia de plantas

muertas, parcialmente descompuestas y residuos de animales y plantas

resintetizados (Bohn, 1993).

Las clases generales de químicos orgánicos que pueden encontrarse de forma

natural en la materia orgánica son:

1. Productos y subproductos metabólicos.

2. Polímeros orgánicos.

3. Sustancias húmicas.

4. Sustancias químicas orgánicas misceláneos (Dragun, 1998).

El contenido de materia orgánica varia de un su elo a otro, un suelo típico de la

pradera puede contener del 5 al 6% de materia orgánica por unidad de masa en

su superficie, considerando los primeros 15 cm de profundidad, en tanto que el

suelo desértico arenoso puede contener menos del 1%. Los suelos con drenaje

insuficiente tienen contenidos mayores de 10%; A pesar del contenido bajo en

materia orgánica de la mayoría de los suelos minerales de la superficie terrestre

(0.5 al 5%) el comportamiento coloidal activo de la fracción orgánica ejerce una

enorme influencia en las propiedades físicas y químicas del suelo.

La materia orgánica juega un p apel sumamente importante en el sistema suelo

interviniendo como se indica a continuación:

Adsorbe cationes, aniones y otros químicos orgánicos.

Es alimento para los microorganismos del suelo.

Funciona como un buffer (sustancia amortiguadora) proporcionando

habilidad al suelo para resistir cambios en pH

Es adhesivo junto con las partículas de arcillas y limos, como resultado,

mejora la estructura de agregado del suelo y su estabilidad contra la

erosión y lluvias.

.

116

Es un liberador lento de fertilizantes que proporcionan Nitrógeno (N),

Fósforo (P) y Azufre (S), para nutrición de microorganismos y plantas.

Contiene muchos químicos orgánicos que actúa como un estimulante del

crecimiento de plantas.

Retiene agua y como resultado incrementa la capacidad del suelo para

retener o sostener agua.

Contribuye a la habilidad del suelo para absorber calor, debido a su color

oscuro.

La principal fuente de químicos orgánica en el suelo es la biota, la biota del suelo

puede ser considerada en dos categorías:

a. La vegetación y

b. Los macroorganismos y microorganismos del suelo.

Éstos producen varios químicos orgánicos como parte de sus funciones

metabólicas, cuando estos organismos del suelo mueren ocurre la separación

celular y miles de sustancias químicas orgánicas identificados en muchas rutas

metabólicas son liberados hacia el suelo después de la separación de cé lulas.

Dichas sustancias químicas liberadas a s u vez son resintetizados por otros

organismos del suelo dando lugar a las diferentes clases de sustancias químicas

orgánicas que constituyen a la materia orgánica natural del suelo.

El contenido de materia orgánica es la propiedad del suelo directamente

correlacionada con la sorción de los herbicidas y muchos compuestos orgánicos

no iónicos. Los productos químicos orgánicos se asocian con la fracción orgánica

de los suelos, de esta forma el contenido de MOS determina el comportamiento de

las sustancias químicas orgánicas en el sistema suelo, incluyendo la fitotoxicidad a

los cultivos, la capacidad de lixiviación, la volatilidad y la biodegradabilidad. El

comportamiento de los productos químicos orgánicos en el suelo, y en particular,

su interacción con la MOS es un campo activo de l a investigación actual de la

química de suelos. En la tabla No. 4.4 Se aprecia los porcentajes.

117

% Significado

1 – 2 Pobre

2 –3 Medio

3 – 5 Rico

> 5 Muy rico.

Tabla No.4.4 Interpretación del contenido de MOS

Capacidad de intercambio catiónico (CIC). Es el intercambio de cationes, el cual domina los aspectos inorgánicos de la

química del suelo. La capacidad de intercambio de cationes se halla asociada con

los coloides del suelo, incluidos la arcilla y la materia orgánica. Estas pequeñas

partículas tienen áreas superficiales muy extensas por unidad de volumen o peso

(de 40 a 800 metros cuadrados por gramo). Las partículas contienen una carga

negativa neta. Esto causa que los iones cargados positivamente, como Ca++,

Mg++, K+, Na+ y H+

, sean atraídos hacia la superficie de las partículas. La

capacidad de intercambio de cationes es igual a la carga negativa total neta de las

partículas del suelo.

La capacidad de intercambio de c ationes es la cantidad total de ca tiones

adsorbidos por las cargas negativas del suelo sobre una unidad de masa de suelo.

La CIC del suelo es expresada como miliequivalentes de cationes adsorbidos por

100 g de suelo secado en horno (meq 100g-1). Un miliequivalente es un miligramo

de iones hidrógeno (H+

) o la cantidad de algún otro ión que lo desplazará (Dragun,

1998).

El intercambio de cationes tiene lugar casi por completo en las superficies de los

cristales de arcilla y de l as partículas de las sustancias húmicas. Lo anterior

debido a q ue estas superficies poseen carga negativa, por consiguiente, atraen

cationes (Tamhane, 1979).

118

Los coloides de la fracción orgánica del suelo, sobre una base de peso, poseen

propiedades de adsorción de ca tiones de 5 a 7 v eces mas elevadas que los

coloides inorgánicos (arcillas) (Tamhane, 1979).

La capacidad de Intercambio Iónico. Corresponde a la cantidad de iones metálicos

que una de terminada cantidad de su elo es capaz de i ntercambiar. Estos

intercambios son vitales para que los iones metálicos pueden acceder a la planta.

Estructura. Esta se divide en:

Tipo

Placa. Las dimensiones horizontales están más desarrolladas que las

verticales.

. Se refiere a la forma geométrica de los agregados.

Columna. Las dimensiones verticales están más desarrolladas que las

horizontales.

Blocosa. Aproximadamente tiene sus tres dimensiones iguales.

Esferoidal. Sus ejes son aproximadamente iguales en todas dimensiones.

Suelo masivo. Es cuando el suelo no tiene estructura definida.

Clase

Fino.

. Se define al tamaño de los agregados

Mediano.

Grueso.

Categoría.

Carente de estructura.

Refleja la estabilidad del agregado.

Débil.

Moderado.

Fuerte (difícil de desgregar)

Ejemplo: Suelo Tipo: blocoso, Clase: mediana y Categoría: fuerte.

119

4.4 Fuentes de generación de contaminantes.

El abandono o depósito de todo tipo de contaminantes en el suelo ha sido durante

décadas una solución efectiva y barata para deshacerse de estos residuos. En los

años 60 y 70 se evidencia el error de estas practicas al producirse en diversos

países notables casos de intoxicación en la población por los residuos enterrados

durante años.

Las formas de contaminación de un suelo con origen antropogénico común, se

pueden clasificar de diferentes formas (no excluyentes entre sí):

Superficial: Es el derivado de u na acumulación de residuos vertidos

accidental o voluntariamente en el terreno.

Subterránea: Corresponde en el caso de enterramiento de residuos. Su

localización es realmente compleja, teniendo como único indicio aparente el

cambio en la textura superficial del terreno.

Vertido alevoso: Coincide generalmente con los subterráneos, derivados de

la ilegalidad de dicho vertido. Es una de las formas de contaminación más

peligrosas dada la presencia de sustancias tóxicas y peligrosas y del

desconocimiento del foco contaminante.

Vertido no alevoso. Son aquellos en los que el origen de la contaminación

es fortuita o por negligencias en la gestión de los contaminantes. Son los

casos de fugas de depósitos, accidentes en los que se produce la liberación

al medio de sustancias tóxicas.

Contaminación difusa. Es en la que no existe un foco concreto de contaminación del suelo sino que se

manifiesta de forma extensiva. Normalmente son contaminaciones de escasa

concentración pero de grandes volúmenes absolutos.

120

Contaminación puntual. Es una contaminación localizada con un centro emisor desde el que pueden

movilizarse los contaminantes a otros elementos del medio ( atmósfera, aguas

superficiales y subterráneas)

A partir de un contaminante en el suelo se pueden desencadenar una s erie de

procesos de movilización del mismo, cuya acción efectiva dependerá de una parte

de la composición y características fisicoquímicas de la sustancia y por otra de las

características geoquímicas de ese suelo. De forma general, el suelo por sí mismo

no es un vector importante de dispersión de contaminantes, pero en combinación

con otros factores ambientales se revela como un foco emisor de contaminación

de gran importancia en el medio. El agua, y en m enor medida el aire, son los

agentes dispersantes de la contaminación presente en un suelo.

También, hay que tener en cuenta el papel depurador de ciertos componentes del

suelo, como son los coloidales, dentro del material sólido inorgánico los materiales

húmicos y los microorganismos (bacterias). La retención de los contaminantes se

lleva a cabo por medio de fenómenos de absorción física, interacción química o

bien los transforman por medio de reacciones químicas.

Dada la facilidad de transmisión de contaminantes del suelo a otros medios como

el agua o la atmósfera, serán estos factores los que generan efectos nocivos, aun

siendo el suelo el responsable indirecto del daño.

La presencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de potenciales

efectos nocivos para el hombre, la fauna en general y la vegetación. Estos efectos

tóxicos dependerán de las características toxicológicas de cada contaminante y de

la concentración del mismo. La enorme variedad de sustancias contaminantes

existentes implica un amplio espectro de afecciones toxicológicas cuya descripción

no es objeto del presente trabajo.

121

De forma general, la presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma

directa sobre la vegetación induciendo su degradación, la reducción del numero

de especies presentes en ese suelo, y más frecuentemente la acumulación de

contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en estas.

En el hombre, los efectos se restringen a la ingestión y contacto dérmico, que en

algunos casos ha desembocado en intoxicaciones por metales pesados y más

fácilmente por compuestos orgánicos volátiles o semivolátiles. Indirectamente, a

través de la cadena trófica, la incidencia de un suelo contaminado puede ser más

relevante.

Absorbidos y acumulados por la vegetación, los contaminantes del suelo pasan a

la fauna en dosis muy superiores a las que podrían hacerlo por ingestión de tierra.

Cuando estas sustancias son bioacumulables el riesgo se amplifica al

incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos

en la cadena trófica, en cuya cima se encuentra el hombre.

Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos originan, gracias a la

capacidad intercambiadora del medio edáfico, la liberación del ión aluminio,

desplazándose hasta ser absorbido en exceso por las raíces de las plantas,

afectando a su normal desarrollo.

En otros casos, se produce una disminución de l a presencia de las sustancias

químicas, lo cual favorece que sean asimilables por las plantas. Así pues, al

modificarse el pH del suelo, pasando de básico a áci do, el ión manganeso que

está disuelto en el medio acuoso del suelo se oxida, volviéndose insoluble e

inmovilizándose. A este hecho hay que añadir que cuando el pH es bajo las

partículas coloidales como los óxidos de hierro, titanio, zinc, etc. que pueden estar

presentes en el medio hídrico, favoreciendo la oxidación del ión manganeso.

Esta oxidación se favorece aun más en suelos acidificados bajo la incidencias de

la luz solar en las capas superficiales de los mismos, produciéndose una actividad

122

fotoquímica de l as partículas coloidales anteriormente citadas, ya que tienen

propiedades semiconductoras.

Otro proceso es el de la biometilización, que es un proceso por el cual

reaccionan los iones metálicos y determinadas sustancias orgánicas naturales,

cambiando radicalmente las propiedades fisicoquímicas del metal. Es el principal

mecanismo de movilización natural de los cationes de metales pesados.

Los metales que ofrecen más afinidad para este proceso son: mercurio, plomo,

arsénico y cromo.

Los compuestos argometálicos así formados suelen ser muy liposolubles y salvo

casos muy puntuales, las consecuencias de l a biometilización natural son

irrelevantes, cuando los metales son añadidos externamente en forma de vertidos

incontrolados, se convierten realmente en un problema. Aparte de los anteriores

efectos comentados de forma general, hay otros efectos inducidos por un suelo

contaminado:

Degradación paisajística: la presencia de vertidos y acumulación de

residuos en lugares no acondicionados, generan una perdida de calidad del

paisaje, a l a que se añadiría en l os casos más graves el deterioro de l a

vegetación, el abandono de la actividad agropecuaria y la desaparición de

la fauna.

Perdida de valor del suelo: económicamente, y sin considerar los costos de

la recuperación de u n suelo, la presencia de co ntaminantes en un ár ea

supone la desvalorización de l a misma, derivada de las restricciones de

usos que se impongan a est e suelo, y por tanto, una perdida económica

para sus propietarios.

123

4.5 Tipos de Contaminantes.

La modificación o transformación por contaminación, deforestación, de alguno de

los factores que conforman un suelo implica un desequilibrio que afecta al resto de

los factores y activa normalmente, procesos de regresión en ese suelo.

Son muy diversos los contaminantes que pueden estar presentes en el suelo.

Dentro de ellos tenemos los metales pesados, las emisiones ácidas atmosféricas,

la utilización de agua de riego salina y los fitosanitarios.

Estos agentes contaminantes proceden generalmente de la actuación

antropogénica del hombre, así los metales pesados proceden directamente de las

minas, fundición y refino; residuos domésticos; productos agrícolas como

fitosanitarios; emisiones atmosféricas mediante actividades de minería y refinería

de metales, quema de combustibles fósiles, etc.

Entre los múltiples elementos y compuestos que conforman un suelo natural, se

encuentran sustancias que por sus características pudieran considerarse

contaminantes pero que salvo excepciones se encuentran en el suelo, en niveles

traza.

Se entiende por suelo contaminado una porción delimitada de terreno (superficial

o subterráneo) cuyas cualidades originales han sido modificadas por la acción

humana al incorporarse algún factor que según la clasificación de agentes

contaminantes podría ser:

Contaminación Física: Con variaciones en parámetros como

temperatura y radiactividad.

Contaminación Biológica: Al incluir putrefacción de es pecies o cepas

patógenas.

Contaminación Química: Por la adición de elementos o compuestos en

concentraciones que alteran la composición originaria del suelo.

124

La variedad y cantidad de productos contaminantes de un suelo es prácticamente

inabarcable por lo que solo recogemos aquí los grupos más característicos y

peligrosos de contaminantes químicos:

Metales pesados. La presencia natural de metales en el suelo es en cantidad de traza. El riesgo se

produce cuando se acumulan en grandes cantidades en el suelo.

1. Contaminantes Orgánicos.

2. Contaminantes Inorgánicos.

Los contaminantes orgánicos constituyen un grupo formado por un el evadísimo

número de sustancias que en su gran mayoría están producidas por el hombre.

Estas sustancias tienen diferentes efectos en el medio siendo muchas de ellas

altamente tóxicas.

Los contaminantes inorgánicos están presentes en el suelo de forma natural pero

en concentraciones reguladas por los ciclos biológicos asociadas a cada suelo. La

sobresaturación de alguno de ellos hace que se alcancen concentraciones

considerables como contaminantes alterando así los ciclos de regulación.

Los metales pesados en peq ueñas dosis pueden ser beneficiosos para los

organismos vivos y de hecho son utilizados como micronutrientes, pero pasado un

umbral se convierten en elementos nocivos para la salud.

Emisiones ácidas atmosféricas

Proceden generalmente de la industria, del trasporte, abonos nitrogenados que

sufren el proceso de desnitrificación. Como consecuencia de esta contaminación

se disminuye el pH del suelo con lo que se puede superar la capacidad tampón y

liberar elementos de las estructuras cristalinas que a esos pH

pueden solubilizarse

y son altamente tóxicos para animales y plantas.

125

Agua de riego salina. El mal uso del agua de riego provoca la salinización y la solidificación del suelo,

en el primer caso se produce una acumulación de sales más solubles que el yeso

que interfieren en el crecimiento de la mayoría de l os cultivos y plantas no

especializadas (se evalúa por la elevación de l a conductividad eléctrica del

extracto de saturación). En el segundo caso se produce una acumulación de sodio

intercambiable que tiene una acción dispersante sobre las arcillas y de

solubilización de la materia orgánica, que afecta muy negativamente a l as

propiedades físicas del suelo (agregados menos estables, sellado del suelo,

encostramiento y disminución de la conductividad hidráulica), por lo que el medio

será menos apto para el crecimiento de los cultivos.

Fitosanitarios. Dentro de ellos agrupamos los plaguicidas y los fertilizantes, son generalmente,

productos químicos de síntesis y sus efectos dependen tanto de las características

de las moléculas orgánicas (mayoría de l os plaguicidas) como de las

características del suelo.

Fertilizantes. Además de contener metales pesados, producen contaminación por fosfatos

(eutrofización en lagos) y nitratos.

Residuos. La proximidad física del suelo hace que este sea el lugar al que con más

probabilidad vayan a parar residuos originados por la actividad del hombre. Estos

son rápidamente incorporados al suelo a través de procesos degradadores. En un

principio eran fácilmente metabolizados y asimilados por la naturaleza pero a

medida que la sociedad fue creciendo industrialmente y demográficamente, los

residuos generados son cada vez más y más peligrosos.

En este momento se entiende por residuos aquellos productos generados en las

actividades de producción y consumo que no alcanzan en el contexto en el que

126

son producidas, ningún valor económico pudiendo ser debido tanto a la falta de

tecnología adecuada para su aprovechamiento como a la inexistencia de un

mercado para los posibles productos a recuperar.

La variedad y cantidad de productos contaminantes de un suelo es prácticamente

inabarcable por lo que solo se citaran aquí los grupos más característicos y

peligrosos de contaminantes químicos:

Clasificación de los residuos. Los residuos industriales son los contaminantes principales de los suelos y se

pueden clasificar del siguiente forma:

Residuos inertes. No representan riesgo alguno para el medio ambiente. Son desechos de

características abrasivas que no necesitan tratamiento alguno para su disposición

en el medio ambiente.

Residuos urbanos o asimilables urbanos. Son los residuos fermentables y combustibles obtenidos en las distintas

actividades de los centros de población. La so lución mas adecuada es su

recolección y tratamiento como basuras domiciliarias.

Residuos especiales. Estos suponen un grave riesgo para la salud humana y el medio ambiente,

requieren por lo tanto un tratamiento especial. Entre estos residuos especiales, se

distinguen los residuos tóxicos y peligrosos de los residuos radiactivos.

1. Residuos tóxicos peligrosos. Son aquellos materiales que siendo el

resultado de un proceso de producción o transformación, su productor le da

un destino al desecho. En su composición contienen sustancias o

materiales constituyentes en una concentración que da un carácter de

peligrosidad.

127

2. Residuos radioactivos. Son materiales de desecho que contienen o están

contaminados con nucleoides inestables. Esta propiedad que presentan los

núcleos de algunas especies atómicas consiste en una desintegración

espontánea de los mismos, con emisión de partículas y radiaciones

electromagnéticas.

Hidrocarburos. Son derivados del petróleo crudo el cual se refina en varios productos. Estos son

uno de los contaminantes principales del suelo, debido a los derrames que existe

o bien a las volcaduras del transporte, los forman varios cientos de compuestos,

los cuales se pueden dividir en tres grandes grupos, estos son:

Gasolinas (4 a 10 átomos de carbono/ molécula).

Destilados intermedios.

Combustibles pesados.

Gasolinas. Son mezclas de hidrocarburos y otros aditivos, tales como alcoholes (por ej.,

etanol) y otros (por ej., metil ter-butil eter, MTBE). Su bajo peso molecular (entre 4

y 10 át omos por molécula) dan a l as gasolinas una mayor movilidad que los

combustibles intermedios y pesados. Su bajo peso molecular determina una

menor viscosidad, mayor volatilidad y moderada solubilidad en el agua.

Las gasolinas contienen altos porcentajes de hidrocarburos aromáticos (por ej.,

anillos bencénicos de 6 carbonos), los cuales se encuentran entre los compuestos

hidrocarbonados más solubles y más tóxicos. Los compuestos aromáticos más

frecuentes son el Benceno, el Tolueno, el Etilbenceno y el Xileno (BTEX).

Debido a su mayor volatilidad, solubilidad y biodegradabilidad relativa, los BTEX

usualmente son los primeros en ser agotados en las plumas de producto libre.

Debido a estas características, los BTEX y aditivos tales como el MTBE son muy

móviles, siendo el MTBE por su no biodegradabilidad relativa es difícil su

eliminación en las áreas contaminadas. Las características de toxicidad de los

128

BTEX y el MTBE determinan el nivel de riesgo en los derrames de hidrocarburos

dada su gran capacidad para disolverse en el agua.

Destilados intermedios. Los destilados intermedios (por ej., diesel, queroseno, gas avión, aceites

combustibles ligeros) pueden contener hasta 500 compuestos individuales, pero

son menos densos, mucho menos volátiles, menos solubles en el agua y menos

móviles que los compuestos de la gasolina. La m ayoría de l os componentes

individuales en esta categoría incluyen compuestos con moléculas de 9 a 20

átomos de carbono. Algunos aromáticos más ligeros, tal como el BTEX pueden

encontrarse solo en trazas como impurezas. La g ran movilidad de estos

compuestos generalmente no se encuentran en derrames viejos dada su

capacidad de biodegradación, evaporación y disolución en el agua subterránea.

Combustibles pesados. Los combustibles y lubricantes pesados son similares tanto en composición como

en características a los destilados intermedios. Estos combustibles son

relativamente viscosos e insolubles en las aguas subterráneas, siendo por tanto

claramente inmóviles en el subsuelo. La mayoría de estos compuestos tienen más

de 14 átomos de carbono, algunos tienen hasta 30.

129

4.6 Remediación de suelos.

La restauración de suelos para el abatimiento de riesgos es ahora como nunca

una necesidad imperiosa que surge de l a recuperación de la conciencia social

sobre la importancia que la salud del ambiente representa para la salud y

bienestar del hombre.

La ancestral visión sobre la relación de gratuidad con la que el hombre

interactuaba con la naturaleza se transforma cada vez más, cuando nos

percatamos que el mantenimiento de la calidad del aire, el aprovechamiento del

agua, el suelo y los recursos naturales de flora y fauna, nos imponen un costo que

se debe pagar para vincular nuestra acción con la naturaleza, bajo la condición de

gestores de recursos y no úni camente en la de expoliadores del medio, ya que

quizás, ahora más que nunca, se tiene una mayor claridad sobre la existencia de

límites físicos y biológicos que no se pueden rebasar, porque en ello apostamos la

perpetuidad de la especie y la conservación y mejoramiento de nuestra calidad de

vida.

La constante presión que las actividades humanas ejercen sobre el medio natural

se expresan en la continua introducción de químicos peligrosos al suelo, al agua y

al aire, mismos que retornan al hombre a través del aire que respira, el agua que

consume y los alimentos que necesita para su dieta.

En la década de los 80 y de los 90 se trabajó intensamente en el desarrollo de

tecnologías para eliminar los tóxicos ambientales. Inicialmente, la limpieza de un

sitio consistía en el traslado del material contaminado a otro lugar donde era

confinado o se incineraba. Estas alternativas normalmente encontraron gran

oposición en las comunidades cercanas a l as instalaciones de r ecepción y

cremación.

130

El desarrollo tecnológico en remediación de suelos se ha orientado hacia el diseño

de procesos físicos, químicos, biológicos o combinaciones de ellos que tengan las

siguientes características:

a. Que transformen los tóxicos ambientales en substancias menos peligrosas

para el hombre ya sea porqué :

Los destruya completamente.

Disminuya su toxicidad.

Disminuya su concentración en los medios que entran en contacto

con las poblaciones humanas.

Los modifique químicamente y el cambio introducido disminuya la

probabilidad de que se produzcan exposiciones efectivas

b. Los riesgos para la salud durante el proceso de l impieza deben de se r

tolerables .

c. Los riesgos remanentes, después de terminada la restauración, deben ser

iguales o menores que los establecidos en las metas de restauración.

d. Que la transformación se lleve a ca bo en el sitio mismo donde se

encuentran los tóxicos, de ser posible sin tener que desplazar, dentro del

sitio, el medio contaminado (técnicas in situ).

e. Que logren la disminución o eliminación del peligro para la salud en tiempos

y costos razonables.

Se recomienda que se debe de utilizar en la limpieza del sitio, si es posible, el uso

de tecnología de desarrollo reciente, política que tiene el propósito de que al

mismo tiempo que se trabaja en la eliminación de r iesgos para la salud y en l a

conservación de la calidad del medio ambiente, se impulse el desarrollo científico

y la innovación tecnológica en el área de remediación ambiental.

Las tecnologías de restauración se clasifican en dos grandes grupos:

1. Técnicas tradicionales o establecidas y

2. Técnicas innovadoras.

131

Las primeras son técnicas desarrolladas antes de 1980 y que se han probado que

son efectivas y de uso común a escala de campo. Como ejemplo de estas

técnicas están;

La inmovilización por vitrificación y cementación en instalaciones de

confinamiento y l

La incineración de medios contaminados en hornos de cremación de

residuos tóxicos.

Las segundas son técnicas propuestas más recientemente y que se pueden

encontrar en diferentes etapas de desarrollo:

Etapa de concepto (idea, investigación, pruebas de laboratorio).

Tecnología incipiente (prueba a escala reducida)

Tecnología utilizable (estudio piloto, estudio de demostración, uso limitado a

gran escala).

En lo referente a l as tecnologías de restauración, se debe señalar que, como

generalidad, no s on sujetas a derechos de exclusividad, aunque las máquinas,

métodos o s ustancias específicas que se utilicen pudieran ser susceptibles de

registrarse como patentes o ser objeto de secreto tecnológico.

En la actualidad se cuenta con información de más de 100 tecnologías diferentes,

aunque se puede establecer que a escala mundial, se cuenta con alrededor de 12

tecnologías genéricas de restauración de suelos, las cuales se pueden considerar

en tres grandes rubros: físicas, químicas y biológicas, algunas de estas serían:

Físicas: Excavación, transporte y disposición final.

Contención (confinamiento in situ).

Encapsulamiento.

Aireación.

132

Lavado de suelos

Extracción de vapores.

Tratamiento térmico (incineración, deserción, pirolisis, etc.)

Químicas: Neutralización

Extracción con solventes.

Deshalogenación.

Tratamiento químico directo.

Biológicas. Cultivo o aplicación de bacterias.

Fitoremediación.

En todas estas normalmente se aplican variantes, dependiendo del caso a tratar e

inclusive pueden combinarse en casos específicos, algunas de estas tecnologías

se mencionan a continuación.

Biorestauración. También se le conoce con el nombre de "medidas biocorrectivas". Consisten en

el uso de microorganismos para degradar las substancias tóxicas, de ser posible,

convirtiéndolas en bióxido de carbono, agua y sales minerales inocuas.

Los microorganismos normalmente utilizan los compuestos orgánicos tóxicos

como fuente de carbono, aunque existen procesos basados en la degradación

sintrófica de los tóxicos. E n la degradación sintrófica, también denominada

cometabolismo, el microorganismo no ut iliza el compuesto tóxico ni como fuente

de carbono ni como fuente de energía, sino que obtiene ambos a partir de otras

substancias. En el caso del sintrofismo, la degradación no reporta un beneficio

aparente para el microorganismo y es el producto de reacciones catalizadas por

enzimas que tienen otros usos en el organismo.

133

La biorestauración se usa para la eliminación de tóxicos en suelo y agua. La

biorestauración in situ consiste, en modificar las condiciones físicoquímicas en

la zona contaminada para que se incremente, tanto el número de microorganismos

capaces de degradar los tóxicos presentes, como su tasa metabólica. El propósito

es incrementar la velocidad de degradación de los tóxicos.

Las ventajas principales de estos procesos son:

No producen polvos tóxicos durante el proceso de l impieza, porque no se

tiene que excavar y desplazar el suelo contaminado.

se pueden tratar grandes cantidades de tierra a la vez.

La desventaja principal es:

Que el tratamiento in situ es más lento que los procesos ex situ y pueden

durar varios años en el caso de co mpuestos que se biodegradan muy

lentamente.

No se pueden aplicar en suelos muy estratificados y arcillosos debido a que

estas condiciones no favorecen la buena distribución del aire en toda la

zona contaminada.

Biorestauración ex situ. Las técnicas ex situ se utilizan para tratar contaminaciones que no se pueden

eliminar eficientemente in situ, ya sea porque la sustancia no se puede degradar o

por las características del suelo contaminado, o bi en porque el tratamiento se

deba terminar en un lapso relativamente corto.

Se extrae el suelo contaminado y se le somete a tratamientos que pueden ser en

fase semisólida o en fase sólida. En el primer caso se prepara un l odo fluido

agregando agua, nutrimentos y cultivos densos de microorganismos. El

tratamiento se hace en bi oreactores aireados y agitados en condiciones

controladas.

134

El tratamiento en fase sólida consiste fundamentalmente en apilar el suelo

contaminado en lugares acondicionados para este propósito. Lo que se trata de

evitar es que los tóxicos puedan emigrar del sitio de t ratamiento, ya sea a l a

atmósfera (vapores o polvos) o al suelo (por filtraciones). Los terreros se

humedecen regándolos con agua con nutrimentos, se inoculan con cultivos de

microorganismos y se ventean agregándoles aire en l a base del montículo de

suelo contaminado. En algunas técnicas, para facilitar la aireación se agregan

pajas u otros materiales orgánicos que le dé una consistencia menos compacta al

terrero en tratamiento.

Fitorestauración. Consiste en utilizar cultivos de plantas para eliminar tóxicos presentes en agua y

suelo. Se han utilizado para eliminar iones metálicos, plaguicidas, disolventes,

explosivos, derrames de hidrocarburos (tanto crudos como compuestos

poliaromáticos) y lixiviados de basureros tóxicos.

Las plantas pueden fijar los tóxicos o bien pueden metabolizarlos tal como lo

hacen los microorganismos en los procesos de biorestauración.

Fitoextracción. Es la captación de iones metálicos por las raíces de la planta y su acumulación en

tallos y hojas. Hay plantas que absorben selectivamente grandes cantidades de

metales acumulando en los tejidos concentraciones mucho más altas que las

presentes en el suelo o en el agua. Este proceso se ha utilizado para eliminar

hidrocarburos de agua y suelo con cultivos alfalfa, álamos, enebro.

En la zona contaminada se plantan las especies que se seleccionan. Cuando las

plantas crecen se recolectan y se incineran. Las cenizas se pueden lavar para

recuperar los metales o bien, pueden confinarse en vertederos de tóxicos, con la

ventaja de que ocuparán un espacio mucho menor que el que se usaría si se

desechara el suelo contaminado.

135

Rizofiltración. Es similar a la fitoextracción, pero en lugar de cultivar las plantas en el suelo, se

cultivan en i nvernaderos por procesos hidropónicos. Las plantas se cultivan en

tanques con agua contaminada y los tóxicos quedan fijados en sus raíces. A

medida que las raíces se saturan del tóxico se van cortando y eliminando. Este

método se probó satisfactoriamente para eliminar iones radioactivos en las

lagunas contaminadas en el accidente de la planta nuclear de Chernobyl. Usaron

plantas de girasol.

Fitodegradación. Es un proceso por medio del cual las plantas degradan compuestos orgánicos.

Los compuestos son absorbidos y metabolizados. Muy frecuentemente los

metabolitos que producen tienen actividad de fitohormonas (aceleran el

crecimiento de las plantas). Se han encontrado plantas que degradan residuos de

explosivos, disolventes clorados, herbicidas, etc.

Las plantas también favorecen la degradación microbiológica en la rizósfera. La

flora microbiana del suelo es más abundante en las cercanías de las raíces, por lo

que los procesos similares a la biodegradación tienen lugar a una velocidad mayor

que en el resto del suelo, sin necesidad de estimular artificialmente la actividad

microbiana.

Deshalogenación. Es un proceso por medio del cual, se reduce el número de átomos de halógeno

que se encuentra en una molécula orgánica. Los compuestos polihalogenados son

tóxicos y, la disminución del número de halógenos en la molécula disminuye su

toxicidad. En la industria y en la agricultura se han usado un número considerable

de compuestos polihalogenados y no siempre se han manejado adecuadamente.

Por ejemplo;

136

a. los bifenilos policlorados se usaron en los transformadores de alta tensión,

porque son buenos conductores térmicos y al mismo tiempo, son aislantes

eléctricos y no son inflamables.

b. El DDT se usó como insecticida en la agricultura y en el control de insectos

vectores de enfermedades.

c. TCE, PCE, etc. se han usado como disolventes de grasas en el lavado en

seco y en el desengrase de partes mecánicas y eléctricas,

d. Se usan compuestos clorados en el saneamiento de agua, etc.

Para utilizar la deshalogenación química es necesario extraer el suelo

contaminado y eliminarle las partículas mayores (piedras, palos, etc.). Esto hace

necesario que en el sitio se disponga de una área adecuada para hacer esta tarea.

Polietilenglicol-potasa En este proceso, la tierra contaminada con bifenilos policlorados se mezcla con el

reactivo APEG (Poli Etilén Glicol Alcalino) y se calienta, a 150° C durante 4 horas,

en una retorta. El compuesto policlorado reacciona con el APEG substituyendo los

átomo de cloro por residuos de polietilénglicol. Los átomos de cloro aparecen

como ión cloruro. Los gases y vapores que se producen en el reactor se pasan a

un condensador y los no co ndensables se pasan a un filtro de ca rbón activado

antes de emitirlos a la atmósfera. El agua condensada se usa en el paso de

lavado de la tierra tratada. La mezcla de tierra tratada y APEG se envían a u n

separador donde se recupera el APEG que no reaccionó y se recicla a la retorta.

La tierra tratada se lava usando los condensados de la retorta, las aguas de

lavado se tratan y se descartan. La tierra tratada se regresa a su lugar de origen

después de comprobar que la concentración de los tóxicos llegó al nivel deseado.

No se puede usar para tratar grandes cantidades de desechos, ni desechos con

concentraciones de los contaminantes mayores al 5%.

Deshalogenación catalítica. La tierra contaminada se mezcla con bicarbonato de sodio, en una relación de 5/1

y se calienta a 400°C. Los compuestos orgánicos se volatilizan, la tierra que sale

137

del reactor se considera limpia y se envía de nuevo al sitio de donde se extrajo. No

se tiene que recuperar ningún reactivo de la tierra tratada. Los vapores que se

producen pasan a un reactor, donde tiene lugar la deshalogenación catalítica del

tóxico. El catalizador es hidróxido de sodio.

El equipo que se usa es transportable, se puede llevar al sitio contaminado, lo que

evita la transportación de desechos peligrosos. El equipo es más fácil de armar

que los incineradores. La deshalogenación catalítica se puede usar para eliminar

bifenilos policlorados, plaguicidas, algunos herbicidas y dioxinas.

Barreras de degradación. Causan reacciones químicas que descomponen el tóxico presente en el agua del

acuífero y lo convierten en una substancia inocua. Por ejemplo; los muros de polvo

de hierro producen la deshalogenación reductiva de co mpuestos policlorados,

tales como el TCE, PCE, DCE, TCA. Si se agrega paladio al hierro, se puede

incrementar el número de compuestos que se pueden tratar. En este proceso el

polvo de hierro se va disolviendo muy lentamente; se estima que las barreras de

polvo de hierro durarán en oper ación varios años, antes de tener que

reempacarlas. Los muros se pueden empacar con substancias nutritivas para

microorganismos, de tal manera que la pared actúa como un bioreactor.

Barreras de precipitación. En estas barreras, los iones metálicos presentes en el agua se pueden precipitar y

los compuestos insolubles quedan atrapados en la barrera. Por ejemplo; al hacer

pasar aguas ácidas contaminadas con plomo por una barrera de piedra caliza, el

agua se neutraliza, el plomo se precipita y el resto de la barrera actúa como filtro.

Lo mismo se hace con aguas contaminadas con Cromo VI que es muy tóxico y se

reduce a Cromo III que es insoluble.

Barreras de sorción En este caso, el empaque del muro es una sustancia que adsorbe o absorbe el

tóxico, por ejemplo puede ser carbón activado o zeolitas.

138

Extracción. Son procedimientos que se pueden hacer in situ o ex situ, normalmente no

degradan el tóxico, sino que lo transfieren del medio contaminado a ot ro, donde

puede ser destruido, utilizando cualquiera de los métodos químicos o biológicos

que se describieron anteriormente, o bien pueden incinerarse o co nfinarse.

Normalmente la transferencia de un medio a otro va acompañada de una

reducción considerable del volumen de material a tratar o confinar.

Enjuague del suelo in situ. El procedimiento consiste en disolver los tóxicos absorbidos en las partículas de

suelo utilizando soluciones de lavado. Para lograr lo anterior se perforan pozos de

inyección y extracción, cuya localización y profundidad depende de las

condiciones del sitio. Por los pozos de inyección se introduce agua a la que se le

puede agregar ácidos (clorhídrico o ní trico), bases (hidróxido de sodio o

amoniaco), detergentes, disolventes orgánicos (alcohol etílico) o mezclas de ellos.

Por los pozos de extracción se colectan las aguas de lavado, las cuales se tratan

para eliminarles los tóxicos extraídos y volverlas a utilizar en l a preparación de

soluciones de lavado.

Las soluciones ácidas y alcalinas se usan para extraer compuestos inorgánicos y

orgánicos polares que no se pueden extraer con agua. Los detergentes y los

disolventes orgánicos se usan para ayudar en la eliminación de su bstancias no

polares.

Extracción de vapores. Es el procedimiento de d esarrollo reciente que más se ha utilizado en l a

eliminación de compuestos orgánicos volátiles en sitios "Superfund".

Frecuentemente la extracción de vapores se combina con biodegradación de tal

manera que, los tóxicos al ir ascendiendo por el suelo en la zona no saturada de

humedad, se encuentran con condiciones que favorecen la degradación aeróbica

de los compuestos orgánicos. Esto se logra disminuyendo la velocidad de

aireación para que los vapores tengan un tiempo de residencia lo suficientemente

139

largo, como para que alcancen a degradarse antes de llegar a los tubos de salida.

En este caso al procedimiento se le denomina bioventeo. Este procedimiento se

utiliza en l a eliminación de der rames de combustibles (hidrocarburos) y se está

haciendo investigación para ampliar su uso en procesos cometabólicos como, en

la eliminación de compuestos clorados volátiles con cultivos de metanotrofos y

amoniaco-oxidantes.

Para acelerar la eliminación de los compuestos menos volátiles, se ha tratado el

incremento de la temperatura de la zona contaminada, inyectando aire caliente y/o

vapor, utilizando microondas o introduciendo electrodos y aplicando una corriente

eléctrica. También se ha experimentado con la extracción simultánea de vapores y

aguas contaminadas para hacer su tratamiento en la superficie.

La extracción de vapores se puede usar para tratar tanto suelos como acuíferos

contaminados con compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles. Se tratan mejor

los sitios con suelos porosos.

Lavado del suelo. Es un procedimiento ex situ en el que el suelo contaminado se remueve y se le

eliminan las partículas mayores (piedras, palos, etc.). El suelo cribado se lava con

soluciones acuosas similares a las descritas anteriormente. En la primera fase del

lavado se separan las arcillas y limos de las arenas y gravas. Normalmente la

fracción gruesa está libre de substancias extrañas absorbidas y se pueden usar

directamente para rellenos. Las arcillas y limos se descontaminan utilizando

cualquiera de los métodos descritos que sean apropiados para eliminar el tipo de

tóxico presente. Las arcillas tratadas se pueden usar como relleno o confinarse en

vertederos de tóxicos. Lo que se logra con esta técnica es reducir el volumen de

material que se procesa o confina. Esta técnica se aplica principalmente en suelos

arenosos donde la cantidad de arcilla y limo es baja y se vuelve significativa la

reducción de material procesado.

140

Extracción con disolventes. Es también un proceso de lavado de suelo ex situ en el que se usan disolventes

orgánicos en lugar de soluciones acuosas. Los pasos de preparación del material

a tratar, es el mismo que se usa en todos los procesos ex situ, y que consiste en

excavar para extraer el suelo contaminado y, el cribado para eliminar las partículas

mayores. El suelo cribado se trata en reactores en los que se agrega el disolvente

orgánico y si el proceso es continuo entonces se agrega suficiente agua para que

el material contaminado se pueda bombear. Después de dejar en contacto el lodo

y el disolvente, durante el tiempo que sea necesario se procede a la separación de

las distintas fases. Los tóxicos se distribuyen entre las distintas fases. Los

compuestos orgánicos, como los bifenilos policlorados se encontrarán en la fase

orgánica, los iones inorgánicos en la fase acuosa o en la fase sólida. La fase

orgánica se puede tratar con otros disolventes, hasta que se tengan fracciones

que se puedan tratar fácilmente, o se puedan volver a utilizar en los procesos de

fabricación de donde provienen o en otros usos.

Desorción térmica. Es un procedimiento ex situ que consiste en calentar en un horno rotatorio la tierra

contaminada extraída por excavación y cribada . El tóxico se evapora y se

recolecta, ya sea para reutilizarse o para destruirse. La temperatura de operación,

el tiempo de residencia y la forma de aplicar el calor (calentamiento directo con

gases de combustión o calentamiento indirecto a través de las paredes) depende

de las características del tóxico. Normalmente no se usa este proceso de limpieza

con suelos muy húmedos, ya que el agua se evapora en el horno, incrementando

los costos y complicando la recolección de los tóxicos volatilizados. Se ha utilizado

en la limpieza de suelos contaminados con COV, COSV (compuestos orgánicos

semivolátiles), bifenilos policlorados, hidrocarburos poliaromáticos y plaguicidas.

Se ha usado para limpiar suelos de refinerías, coquerías, fábricas de pinturas y

sitios de tratamiento de madera.

141

Técnicas de control. El propósito de las técnicas de control es confinar la contaminación existente en

los medios que ya están contaminados evitando que ésta se distribuya a ot ras

regiones.

Las medidas de control pasivas consisten en evitar que se presenten lixiviados,

que se propaguen las plumas de contaminación en los acuíferos y en desv iar

corrientes superficiales. Estas medidas se pueden utilizar en co njunto con

métodos para eliminar la contaminación tales como bombeo y tratamiento.

Se pueden construir barreras impermeables, paredes con tortas filtrantes, paredes

de mortero o paredes metálicas. Las paredes impermeables lógicamente impiden

el flujo de agua haciendo que se incremente el nivel friático aguas arriba. El

incremento en la presión hidrostática puede causar desviaciones en la dirección

del flujo y con ello la distribución no controlada del tóxico hacia otras partes.

Para formar las paredes con tortas filtrantes se excava una zanja abajo de una

lechada de bentonita en agua y se rellena de una mezcla de suelo y bentonita. El

propósito de excavar bajo la lechada es estabilizar las paredes de la zanja durante

la excavación e i ntroducir la bentonita en el suelo formando la torta filtrante. La

barrera se construye de t al manera que llegue a u na capa impermeable del

subsuelo. Las paredes con tortas filtrantes se usan para restringir la movilidad de

acuíferos contaminados, para desviar de a guas contaminadas (para evitar que

éstas lleguen a fuentes de agua potable), desviar el flujo de aguas no

contaminadas para evitar que se contaminen y para delimitar zonas contaminadas

que se vayan a tratar.

Las cortinas de mortero son barreras subterráneas que se forman inyectando

mortero bien sea a base de cemento o a base de plásticos, bentonita o silicato de

sodio. Se usan para sellar poros en suelos permeables.

142

4.7 Marco legal.

El suelo, subsuelo y agua subterránea son de jurisdicción federal, sin embargo no

existe reglamento vigente, ni Normas Oficiales Mexicanas para la contaminación

del suelo, sólo existe la NOM-EM-138, la cual todavía no c uenta con su

reglamento. Generalmente al suelo se le ha co nsiderado un respel (residuos

peligroso), pero es necesario que se gestione de manera distinta. Existen algunos

avances como: convenios del INE con las universidades, procedimientos técnico

administrativos, acreditamiento de tecnologías y protocolos de prueba para lograr

la autorización de la NOM-138. Existen normas que se encargan de sólo de

algunos aspectos del suelo como las que a continuación se describen en la tabla

No.4.5

NOM-020-RECNAT-2001

NOM-020-SEMARNAT-

2001

Procedimientos y lineamientos que se deberán conservar para la rehabilitación, mejoramiento y conservación de los terrenos forestales de pastoreo.

10/DIC/01

NOM-021-RECNAT-2000

NOM-021-SEMARNAT-

2000

Especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis.

31/DIC/02

NOM-023-RECNAT-2001

NOM-023-SEMARNAT-

2001

Especificaciones técnicas que deberá contener la cartografía y la clasificación para la elaboración de los inventarios de suelos.

10/DIC/01

NOM-060-ECOL-1994 NOM-060-

SEMARNAT- 1994

Especificaciones para mitigar los efectos adversos ocasionados en los suelos y cuerpos de agua por el aprovechamiento forestal.

13/MAY/94

Tabla No.4.5 Legislación vigente en el rubro de suelo.

Autoevaluación.

http://portal.semarnat.gob.mx/ssfna/acercaSSFNA/PW/CD_NOMS/noms_proy_nmx_semarnat/NOM-RECNAT%20MAY-03/NOM-020-RECNAT-2001.pdf�









http://portal.semarnat.gob.mx/ssfna/acercaSSFNA/PW/CD_NOMS/noms_proy_nmx_semarnat/NOM-RECUR-ECOL%20MAY-2003/NOM-ECOL-060.pdf�



143

1. Materia Inorgánica. ( ) Es la propiedad que evalúa y caracteriza a l os

suelos desde la perspectiva de la distribución relativa de los diferentes tamaños de partículas minerales que la conforman, estas pueden ser gravas, arenas, limos y arcillas.

2. Horizontes. ( ) Tiene una enorme cantidad de organismos vivos como hongos, bacterias, insectos, lombrices etc. mismos que interviene conjunta y activamente en los procesos dinámicos y formativos del suelo.

3. Conductividad eléctrica.

( ) Es el contenido de agua en el suelo que se expresa en porciento, o bien es la relación entre el peso del agua contenida en el suelo y el peso seco (fase sólida).

4. Limos. ( ) Es un proceso por el cual reaccionan los iones metálicos y determinadas sustancias orgánicas naturales, cambiando radicalmente las propiedades fisicoquímicas del metal.

5. Suelo ( ) Es la inversión gradual habitual de la temperatura atmosférica, normalmente la troposfera se enfría con la altitud; en aire seco y sin movimiento este decremento se produce a razón de 6°C/ 1000 m, hasta antes de la estratosfera.

6. Estructura ( ) Esta compuesta por partículas de diámetro menos que 0.002mm y estas tienden a ser de forma plana más que de forma esférica, además poseen un ár ea superficial grande.

7. Humedad ( ) Son derivados del petróleo crudo el cual se refina en varios productos, estos son uno de l os principales contaminantes del suelo.

8. Arcillas ( ) Es la facilidad con la que el suelo conduce o transmite fluidos y depende de la distribución y tamaño de los poros.

9. Inversión térmica. ( ) Es donde las partículas del suelo se presentan por lo general en forma de agregados o “peds”

10. Materia viva ( ) Cuerpo natural que se encuentra sobre la superficie de la corteza terrestre, que contiene materia viva, soportando o que es capaz de soportar plantas.

11. Hidrocarburos. 12. Textura 13. Biometilización. 14. Gasolinas

143

UNIDAD V

MANEJO DE RESIDUOS.

OBJETIVO.

El alumno conocerá la problemática de la contaminación por residuos peligrosos y

no peligrosos, sus orígenes y formas de control.

144

5.1 Introducción.

Se entiende por residuo sólido cualquier material desechado que pueda o no tener

utilidad alguna. El término residuo no corresponde con la acepción de la palabra

desecho, pues esta trae implícita la no ut ilidad de la materia . En la Ley General

del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), en el artículo 3°

(fracción XXXI) se define residuo de la siguiente manera:

Cualquier material generado en los procesos de extracción, beneficio,

transformación, producción, utilización, control o tratamiento cuya calidad

no permita usarlo nuevamente en el proceso que la generó.

Sin embargo los residuos peligrosos han alcanzado una mayor jerarquía y

urgencia de atención dado que estos, al haber perdido su valor para quien los

genera, suelen ser abandonados o dispuestos inadecuadamente, lo que

representa riesgos para el ambiente y la población. Adicionalmente ocasionan

incidentes que suscitan justificadas criticas y preocupación de la sociedad. Por un

mal manejo de materiales y residuos industriales peligrosos se pueden causar:

Impactos ecológicos en ecosistemas y recursos hídricos.

Riesgos de salud ambiental por accidentes o contingencias.

Movimiento de sustancias tóxicas en el ambiente.

A continuación se relatan algunas experiencias relacionadas con eventos de

manejo inadecuado de residuos peligrosos en la industria.

En 1958, se estableció la empresa Cromatos de México S.A., en el

municipio de Tultitlán, Estado de México. Esta empresa dedicada a producir

compuestos de cromo, contaba con procesos de producción a cielo abierto,

sin existir controles sobre emisiones de polvo, descargas de aguas

residuales y manejo de los residuos, que se arrojaban en sitios disponibles

en las zonas aledañas y, al mismo tiempo, se ofrecían como material de

145

relleno. A partir de 1975, la población inició una serie de reclamaciones, por

considerar que estaba siendo afectada por dichos residuos de cromo

liberados al ambiente. Después de un largo proceso, en 1978 se determinó

la clausura definitiva de la fábrica. En este lugar se constituyo un depósito,

en 1983, en el que se almacenaron alrededor de 75, 000 toneladas de

residuos y tierras que contenían cromo, las cuales se recubrieron para

impedir su arrastre por el viento; dicho depósito aún persiste.

En 1987, la empresa Alco Pacífico de México, S.A. de C.V. inició

operaciones como recicladota de plomo, para ello utilizaba como materia

prima baterías automotrices, residuos de óxido de plomo, separadores de

baterías trituradas con óxido de plomo y sulfato de plomo, adquiridos en los

EEUU, bajo el régimen de importación temporal . En 1991 esta empresa fue

clausurada por la autoridad competente debido a q ue no cu mplía con la

normatividad. Al declararse en q uiebra, los propietarios dejaron en su s

patios alrededor de 12 000 m3 de residuos peligrosos dispuestos de u na

manera inadecuada y sin cumplir con la obligación legal de retornarlos a su

país de origen. Además 18 000 m3

de suelo estaban contaminados. Las

autoridades destinaron fondos para cubrir los residuos con una membrana

de polietileno de alta densidad, con lo que se evito la contaminación del

entorno mientras se llevaba a cabo la obra de remediación del sitio. Para

lograr esto último se impuso una sanción a la empresa transportista que

llevo ahí los residuos reciclables, recurso con lo cual se enviaron los

residuos y tierras contaminadas con plomo a dos confinamientos de

residuos peligrosos.

Aun cuando la Ley previa desde entonces la necesidad de reglamentar y normar la

gestión de l os materiales peligrosos y de l as actividades altamente riesgosas,

situaciones como las señaladas anteriormente, condujeron en 1988 – año en el

que se publicó la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente – a

promulgar el Reglamento en Materia de Residuos Peligrosos, así como siete

Normas Oficiales Mexicanas (relativas a su clasificación, caracterización,

determinación de l a incompatibilidad entre residuos, a l os sitios para ubicar

confinamientos para su disposición final, su diseño, construcción y operación).

146

Como consecuencia, surgieron numerosos trámites administrativos para regular a

los establecimientos generadores de los residuos peligrosos y a las empresas de

servicios encargadas de su manejo.

En el caso de l os materiales peligrosos tóxicos, recientemente se les ha

atribuido importancia desde la perspectiva ambiental y no só lo sanitaria, a partir

del reconocimiento del estrecho vínculo que liga los riesgos en uno y otro sentido.

Ejemplo de situaciones que han contribuido a elevar la conciencia a este respecto

son las quejas ciudadanas ante la Comisión Nacional de Derechos Humanos por

la seria contaminación de suelos, cuerpos de agua y aire como consecuencia de la

fumigación aérea de plaguicidas en lugares como el Valle del Yaqui en Sonora; la

mortandad de miles de aves migratorias en la Presa de Silva en Guanajuato, en

las que se encontraron cantidades importantes de plaguicidas y metales pesados;

y el caso de elevados niveles de exposición de plomo de niños en zonas

residenciales aledañas a una empresa fundidora en Torreón, Coahuila.

Es importante hacer mención de los impactos adversos que, sobre la

biodiversidad de un país como México, tiene la liberación y difusión de las

sustancias tóxicas en el ambiente, así como su acumulación a lo largo de l a

cadena alimentaría, particularmente cuando se trata de sustancias persistentes y

bioacumulables.

147

5.2 Clasificación de residuos.

Clasificar los residuos por su procedencia y por su peligrosidad permite desarrollar

estrategias de gestión adaptadas a las particularidades de cada tipo. Es muy

distinto el residuo industrial que el agrícola o q ue el doméstico y también son

totalmente diferentes los residuos gaseosos o líquidos de los sólidos, o l os

radiactivos.

Uno de los países que más contribuyen a l a generación y comercio

internacional de productos químicos y con el cual México tiene un activo

intercambio comercial es Estados Unidos de Norteamérica. Así que d e manera

comparativa, en E.U.A., la Agencia de Protección Ambiental, conocida como EPA,

es la encargada de expedir las leyes que regulan el manejo de los residuos

peligrosos desde la generación hasta su disposición final.

Algunos de los criterios empleados en la clasificación de un residuo como

peligroso son:

Presencia de sustancias tóxicas en cantidades mayores a los límites

máximos permisibles.

Generación de los residuos en giros industriales y procesos particulares.

Generación de los residuos en fuentes no específicas.

Generación de los residuos derivada del empleo de materias primas

peligrosas en la producción de pinturas.

Generación de residuos, bolsas o envases de materias primas peligrosas

empleadas en la producción de pinturas.

Identificación de características peligrosas de los residuos mediante una

prueba de l aboratorio para determinar si son Corrosivos, Reactivos, Explosivos, Tóxicos, Inflamables o Biológico-infecciosos

(análisis CRETIB).

La Norma Oficial Mexicana NOM-O52-SEMARNAT-1993, establece las

características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites

que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Esta Norma es de

148

orden público e i nterés social, así como de observancia obligatoria cuando se

generen residuos a fin de identificar aquellos que sean peligrosos.

A continuación se presenta un di agrama de f lujo para la identificación de

residuos peligroso y su clasificación. Fig. 5.1

Figura 5.1 Diagrama de flujo para la clasificación de residuos.

Clases de Residuos. A continuación se describen brevemente las principales clases de residuos y sus

características, de forma general están:

1. Residuos de alimentos. Son residuos de comida de tipo animal o vegetal

que resultan del manejo, preparación y cocinado de alimentos. Su principal

característica es que se descomponen rápidamente –especialmente en

tiempo de calor– generando mal olor y atrayendo moscas y ratas que son

vectores (transmisores) de enfermedades.

-Giro del responsable -Residuos generados

El residuo

se encuentra listado en la

tabla 1

El residuo

se encuentra listado en tabla 2

El residuo

se encuentra listado en las

tablas 3 y 4

Determinar las

características CRETIB

El residuo posee algunas

de las características

CRETIB

El residuo está en el punto 6.2

Cumplimiento del reglamento de LGEEPA, en materia de residuos

peligrosos

El residuo no es peligroso

No

Si Si Si

Si

No

No

No

149

2. Residuos municipales. Consiste en sólidos variados que provienen tanto

de zonas residenciales como comerciales, Esta conformada por dos tipos

de materiales: combustibles y no combustibles. El material combustible lo

forman papel, cartón, plástico, textiles cuero, madera, hojarasca y

mobiliario; y entre los no combustibles se encuentran el vidrio, loza, latas y

metales.

3. Cenizas y residuos. Es el material remanente de la combustión y, por lo

general, son sólidos de tamaño muy pequeño.

En los países desarrollados, la concentración de población en los

núcleos urbanos, unido a un mayor nivel de consumo y a la cultura de "usar

y tirar", ha co ntribuido a au mentar enormemente las cantidades de RSU,

(Residusos Sólidos Urbanos) convirtiendo su gestión en u no de l os

mayores problemas a los que se enfrentan muchos municipios.

4. Cascajo. Proveniente de la demolición o remodelación de edificios o casas,

incluye piedras, concreto, ladrillos, varilla, restos de plomería y de

instalaciones eléctricas, etc.

5. Residuos no específicos. Son desechos provenientes de la limpieza de

calles, carreteras u otras zonas abiertas al público. Contiene desechos muy

variados como animales muertos, vehículos abandonados, entre otros. Su

control es muy difícil ya que no se puede predecir su localización ni la

naturaleza del desecho.

6. Residuos de plantas de tratamiento. Son los lodos generados al separar

los contaminantes del agua en las plantas de tratamiento. Se considera que

en un futuro llegarán a se r de un volumen importante en México. En el

caso de los lodos provenientes de plantas de tratamiento de agua residual

doméstica, estos no se consideran como “desechos” sino como residuos

capaces de ser empleados para mejorar el suelo, o bien, para cubrir las

celdas de los rellenos. Por ello reciben el nombre de biosólidos y la

tendencia mundial es hacia su reúso.

7. Residuos agropecuarios. Incluyen tanto los residuos de la producción de

vegetales y fruta como los de la cría de ganado. No dependen de l a

municipalidad y, en o casiones, llegan a c onstituir verdaderos problemas

ambientales, como en el caso de los desechos porcinos.

150

8. Residuos peligrosos. Son desechos que pueden causar daño al medio

ambiente mediante reacciones químicas o biológicas. Se originan

comúnmente en procesos industriales y presuponen un riesgo para la salud

humana y, en g eneral, para todos los seres vivos por alguno de l os

siguientes motivos:

No son biodegradables.

Son muy persistentes.

Su efecto es aumentado por las cadenas alimenticias.

Son letales.

No son reutilizables.

Este tema de los residuos peligros será desarrollado más adelante, sin embargo,

están considerados residuos peligrosos los siguientes compuestos en

determinadas concentraciones:

Metales pesados: As, Cd, Be, Pb, Se, Te, Hg, Sb y sus compuestos.

Compuestos de cobre solubles

Fenol, éteres, solventes orgánicos, hidrocarburos policíclicos

aromáticos cancerígenos.

Isocianatos, cianuros orgánicos e inorgánicos.

Biocidas y compuestos fito farmacéuticos.

Compuestos farmacéuticos.

Polvo y fibras de asbesto.

Peróxidos, cloratos y percloratos.

Carbonilos de metales.

Ácidos y bases usados en el tratamiento de metales

Compuestos de cromo hexavalente.

Organohalogenados no inertes.

Alquitranes.

Materiales químicos de laboratorio no identificados o nuevos

compuestos de efectos ambientales no conocidos.

151

9. Residuos no domiciliarios. Son los residuos que no se generan dentro de

las casas habitación diariamente pero que son de origen municipal, entre

ellos se encuentran:

Desechos de la poda de árboles, siempre y cuando se entreguen en

trozos.

Envases y embalajes generados en locales comerciales.

Residuos producidos en establecimientos de servicios, comercios e

industrias, siempre y cuando no sean de tipo peligroso.

Residuos de bares, restaurantes y demás establecimientos donde

expendan productos alimenticios.

Residuos producidos en hoteles, hospitales, clínicas, escuelas, y

otros establecimientos públicos.

Muebles, enseres domésticos, trastos viejos y “triques” en general.

Animales domésticos muertos de peso inferior a los 80 Kg.

Vehículos fuera de uso y abandonados.

10. Residuos industriales. Son desechos que no t ienen usos dentro de l a

industria y que por su no peligrosidad son desechados junto con los

residuos municipales.

11. Residuos especiales. Los que por su origen y características, claramente

identificadas, requieren condiciones especiales de manejo, un ejemplo de

ellos son los residuos hospitalarios.

Cabe mencionar que en l a República Mexicana la composición de los residuos

sólidos municipales no es homogénea, sino que responde a la distribución, hábitos

y costumbres alimenticias, al nivel del consumo y al poder adquisitivo de l a

población.

152

5.3 Manejo y disposición de residuos no peligrosos.

El manejo adecuado de l os residuos sólidos (fig. 5.2) incluye el control de l a

generación, almacenamiento, recolección, transferencia, transporte,

procesamiento y disposición final. Todos ellos deben de ser efectuados bajo

criterios que tomen en cuenta cuestiones de salud pública, economía, tecnología

estética, así como la conservación y el uso eficiente de los recursos. Los objetivos

que se buscan mediante el manejo de los residuos son los siguientes:

Controlar la diseminación de enfermedades.

Evitar problemas de contaminación del suelo, agua y aire.

Mejorar la imagen de las ciudades.

Organizar y controlar la “pepena” de los residuos sólidos.

Fig. 5.2 Etapas del procesamiento de los residuos sólidos.

Generación de desechos.

Almacenamiento

Recolección

Transferencia y transporte.

Procesamiento y recuperación.

Disposición final.

153

De los anteriores, una parte importante la ocupa el control de las enfermedades,

como las mostradas en la tabla No. 5.1, cuya propagación se efectúa por medio de

vectores (transmisores de enfermedades) como son las moscas y cucarachas.

El manejo metódico de los desechos sólidos se inició en 1930, en Inglaterra. Las

técnicas con que se contaba en esa época, y que aún subsisten para el manejo de

los residuos sólidos en países pobres, son:

1. Vertido sobre terreno. Son los comúnmente llamados basureros a cielo abierto. Su aplicación es muy popular debido a la facilidad para

deshacerse de los residuos sólidos de una comunidad. Constituyen un

foco de atracción para ratas, moscas y otros insectos por ello, la mayoría

de las veces se acostumbra a quemar residuos sólidos en forma

periódica.

2. Vertido al agua. Esta práctica es poco usada en la actualidad y se limita

a comunidades muy pequeñas y casi siempre situadas junto al mar.

3. Mezclado con el suelo. Se aplica únicamente a restos orgánicos

(generalmente agropecuarios) y al barrido de calles. Se emplea poco ya

que requiere grandes áreas de terreno y una separación previa de l os

desechos.

4. Alimento para animales. Se utiliza con desechos de alimentos y

cuando el punto de generación se localiza cerca de l as granjas, en

especial las porcinas. Esta práctica favorece la propagación de

enfermedades como la triquinosis.

5. Recuperación de grasas y aceites. Se aplica sólo a ci erto tipo de

desechos. Consiste en separar las porciones líquidas y sólidas para

recupera la grasa en cada una de ellas. Con este material se fabrican

pomadas, perfumería barata y grasa para vagones.

154

Vector Enfermedad.

Mosca común Fiebre tifoidea, salmonelosis, shigelosis, disentería,

diarrea infantil.

Cucaracha Cólera, fiebre tifoidea, lepra, intoxicación alimenticia,

disentería, infecciones intestinales, gastroenteritis.

Mosquitos Paludismo, dengue, tripanosomiasis, encefalitis viral,

fiebre amarilla.

Ratas Peste bubónica, rabia, recketsiosis vesiculosa,

disentería, leptospirosis, enfermedades diarreicas,

fiebre de Harverhi.

Tabla 5.1 Vectores de enfermedades por exposición a residuos sólidos.

Generación. La generación de residuos no peligrosos inicia cuando un consumidor decide que

un producto se torna no deseable y/o sin utilidad para él. Este momento varía

dependiendo del criterio de cada individuo, de las costumbres, de la colectividad, y

de la disponibilidad de ciertos recursos. Así mismo la generación se encuentra

íntimamente relacionada con el grado de desarrollo de una localidad (tabla

No.5.2), la conciencia sobre el empleo de embalajes no necesarios, la densidad de

población y el ingreso económico.

Clasificación Kg / hab. día

Urbano 1.070

Metropolitano 1.070

Semiurbano 0.820

Rural 0.671

Tabla No. 5.2 Generación municipal per cápita

En 1950, en la Ciudad de México, se producían 370g de residuos sólidos per

cápita y eran predominantemente biodegradables. Para 1987 este valor ascendió

a 0.960 Kg / hab. día y el contenido de material biodegradable descendió en 50%.

En 1994 el volumen aumentó 20% y la proporción de residuos no biodegradables

155

en 600% (tabla No. 5.3), comenzando a ser notoria la presencia de r esiduos

peligrosos, como se observa en la tabla No. 5.4.

Subproducto Porcentaje en peso

Cartón y papel 24

Metales 4

Vidrio 7

Textiles 1

Plásticos 11

Orgánicos 41

Otros 12

Tabla No.5.3 Composición porcentual de residuos.

Actualmente, se generan en el Distrito Federal cerca de 11 mil toneladas de

residuos sólidos al día, destacando los de composición orgánica con el 41%. Los

residuos domiciliarios representan la principal fuente de g eneración ya que

contribuyen con 46% del volumen total, en tanto que los comercios, servicios

especiales y las áreas públicas participan con 54% restante. Si se considera el

total de residuos de la ZMVM, el volumen asciende a cerca de 25 mil toneladas al

día.

Almacenamiento IN SITU. Este tipo de almacenamiento se encuentra limitado por la disponibilidad de

espacio y las descomposición de los residuos orgánicos. Su duración no debe

exceder de 8 días para desechos municipales. El costo y operación de esta etapa

es responsabilidad del generador quien aplica sus propios criterios ambientales.

En las casas unifamiliares uno mismo es el encargado.

Recolección. Comúnmente, son las autoridades las encargadas de efectuar la recolección de

los residuos de cada uno de los puntos donde se genera. En México el servicio se

realiza a través de las delegaciones en el D.F. y en la provincia por medio de los

156

municipios. Estas entidades se encargan además del servicio de transferencia, el

tratamiento y disposición. La S ecretaría de S alud y la Secretaría del Medio

Ambiente y Recursos Naturales son las encargadas de normar y supervisar todo el

proceso. En cuanto a la recolección, esta representa entre 60 % y 70% del costo

total del procesamiento.

Dentro de las distintas etapas que conforman el procesamiento de los residuos la

recolección y el transporte son los que requiere mayor número de personal. En el

D.F. el servicio de limpia esta integrado por 20 mil trabajadores entre barrenderos,

choferes y ayudantes que llevan a cabo las tareas de recolección y barrido, esta

se lleva de dos formas:

1. Manual, con aproximadamente 8000 barrenderos que cubren 7 993 Km. por

día y la otra es;

2. Mecánica, que emplea 234 barredoras con rendimiento de 41 Km /

barredora.

Transferencia y Transporte. La transferencia tiene como propósito reducir el número de viajes para llevar los

residuos sólidos al lugar de tratamiento o disposición que, comúnmente se localiza

fuera de la ciudad. Este proceso consiste en pasar los desechos de unos

camiones a otros de mayor capacidad, aunque la transferencia también se puede

pasar a trenes o barcos, de acuerdo a las características propias de la comunidad.

Cuando las zonas de transferencia se ubican dentro de la ciudad se deben

incorporar medidas que controlen el impacto ecológico y vial, como las siguientes:

Colocación de sistemas de captación de polvos.

Lavadores de malos olores.

Sistemas de control de ruidos.

Fumigación periódica de la fauna nociva y;

Un diseño arquitectónico adecuado apara evitar tanto el congestionamiento

de transito como el deterioro de la imagen urbana.

157

Fuente Tipo de residuo

Domiciliar Algodón

Gasa

Vendas

Sustancias químicas

Lubricantes

Insecticidas

Baterías portátiles

Residuos de pintura

Solventes

Anticongelantes

Ácidos y sales

Asbestos

Baterías de carro

Manejo especializado Gasa, vendas, jeringas, fármacos, etc.

Cosméticos y similares

Residuos peligrosos, infecciosos,

químicos.

Solventes

Lubricantes y selladores

Baterías

Pinturas Tabla No. 5.4 Residuos peligrosos presentes en los residuos sólidos municipales.

En el Distrito Federal la transferencia de los desechos sólidos se lleva a cabo en

13 estaciones ubicadas en las delegaciones Álvaro Obregón, Azcapotzalco, Benito

Juárez, Iztapalapa (Central de Abastos I y II), Coyoacán, Cuauhtémoc, Gustavo A.

Madero, Miguel Hidalgo, Milpa Alta, Tlalpan, Venustiano Carranza y Xochimilco, la

capacidad de es tas estaciones se encuentra entre 6 00 0 y 8 0 00 ton/día. La

técnica empleada para el transbordo se denomina carga directa a través de

tolvas y ranuras. En algunos de los centros de transferencia se cuenta con

158

equipos para el control del ruido, polvo y partículas, así como para la prevención y

control de la fauna nociva. Esto se logra por ser estaciones cerradas con paredes

acústicas y cuentan con sistemas hidroneumáticos para el lavado y riego.

Procesamiento y Recuperación. En esta etapa se incluyen todas las técnicas y el equipo que se emplean para

recuperar materiales, mejorar la eficiencia de l a disposición o favorecer la

conversión de la basura. La selección del proceso depende de su costo, precio de

venta, el mercado y la tecnología disponible, por lo que es muy variable. Como

sistema de tratamiento el D.F. cuenta con una sola planta industrializada con

capacidad de 750 ton/día (San Juan de Aragón), construida hace más de 20 años

y que siempre tuvo problemas de operación. A pesar de que llego a pr oducir

composta en un época no resultó rentable, por lo que la planta fue modificada y

actualmente solo opera la etapa de s eparación. En el sitio se instaló

adicionalmente un incinerador.

Disposición. Es el destino último de todo desecho sólido. La forma más común de disposición

controlada es el relleno sanitario, que a diferencia de un basurero no provoca

problemas de salud pública ni de contaminación de acuíferos. En las ciudades de

la República Mexicana se recolecta alrededor de 70% de los residuos, mientras

que el resto se abandona en calles y lotes baldíos, o bien, se tiran en basureros

clandestinos, cauces de ríos, arroyos u otros cuerpos de agua.

Caracterización. Para determinar las características de los residuos sólidos es necesario efectuar

un muestreo, el cual se basa en l a lógica más que en co nsideraciones

estadísticas. La muestra se debe de tomar en zonas donde no hay fuertes vientos

aplicando la técnica del cuarteo1

hasta obtener el tamaño deseado (normalmente

más de 90 Kg). Es muy importante respetar la integridad de la muestra

1 Colectar una porción mucho mayor del tamaño de la muestra deseada , homogenizarla, dividirla en cuatro porciones iguales, tomar dos (opuestas) de ellas y repetir la operación hasta obtener la cantidad requerida.

159

independientemente del olor , composición o g rado de desco mposición de l a

misma. Los análisis comúnmente efectuados para los residuos municipales son:

Humedad.

Densidad y,


En el caso de los residuos peligrosos se aplica el análisis del código CRETIB, el

cual se presentará más adelante. En función de est os resultados, es posible

determinar cual es el tratamiento que debe aplicárseles a los residuos, su

peligrosidad, el área de disposición y almacenamiento, o bi en, si es posible

aprovecharlos como energéticos, entre otras operaciones.

Separación. Se emplea para clasificar los desechos de acuerdo con los requerimientos de las

etapas subsecuentes. Existe una g ran variedad de t écnicas, por ejemplo, en l a

separación con aire se obtiene una mezcla seca en una fracción ligera que

normalmente esta compuesta por materia orgánica (papel, plástico, etc.) y otra

pesada que, básicamente, es inorgánica (vidrio, metal, etc.). La se paración

magnética se emplea para recuperar fragmentos ferrosos y se aplica sobre

desechos desmenuzados y que, en ocasiones, son separados con aire. El cribado

es también una forma de separación en la que se busca tener fracciones

homogéneas, se lleva a cabo tanto por vía húmeda como por vía seca.

Elaboración de composta. La composta es un abono natural que se obtiene mediante un proceso biológico a

partir de desechos orgánicos vegetales y animales, con excepción de plástico,

hule y cuero. La transformación ocurre básicamente en sustancias solubles como

azúcares, almidones, aminoácidos orgánicos, así como en sustancias fibrosas

(hemicelulosa, celulosa, lignina, lignocelulosa), grasas y proteínas. La

descomposición es exotérmica y se realiza tanto areobia como anaerobiamente,

esta última se aplica en menor escala debido a la generación de malos olores. El

160

producto final es una especie de humus que cuentan con la siguientes

características:

Color café oscuro a negro.

Baja relación Nitrógeno/Carbono (N/C), inferior a l a de los fertilizantes

comerciales.

Microorganismos activos.

Alta capacidad de intercambio y de absorción de agua.

La composta aumenta la actividad de l ombrices y otros organismos que se

encuentran en el suelo y puede ser utilizada como una capa de protección que al

ponerla alrededor de los árboles, plantas y flores en los jardines reduce la erosión

ocasionada por la lluvia y evita la evaporación del agua.

Reciclaje. El uso, el reciclado y la recuperación de materiales con valor son de importancia

fundamental en la estrategia de control de la contaminación. Reciclar significa que

los desechos y desperdicios que genera el hombre debido a su forma de vida

vuelvan a se r integrados aun ciclo, ya sea natural, industrial o comercial. El

objetivo principal de reciclar es conservar los recursos naturales, Gutierrez y

Estrada (1994) señalan que:

Una tonelada de papel reciclado ahorra 17 árboles y da suficiente energía

para una casa por seis meses.

Se requiere la misma energía para producir una lata de material crudo que

20 latas de aluminio reciclado.

Las fabricas de vidrio ahorran alrededor de 25% de energía usando vidrio

reciclado.

Algunos ejemplos de residuos recuperables son el vidrio, papel, cartón, algunos

plásticos. Para reciclar se requiere poder almacenar los subproductos y

separarlos, por eso, a gr an escala, intervienen en f orma determinante la

participación ciudadana y los intereses económicos. El reciclaje de l os residuos

sólidos representa una práctica muy antigua que se ha venido realizando con el

161

concurso de pepenadores, principalmente durante el proceso de recolección y en

lo sitios de disposición, lo primero que se recupera son los materiales de alta

calidad y valor, que se generan en cantidades apreciables, requieren un mínimo

de procesamiento y cumplen adecuadamente con las especificaciones del

comprador.

Disposición. La basura se acumula en lugares llamados vertederos; existen del tipo controlado

y no co ntrolado. En los primeros se toman medidas para evitar alteraciones

ecológicas y se utiliza el terreno como medio receptor; se habla entonces de un

relleno sanitario, para la selección de este sitio se deben de considerar los

siguientes factores:

Disponibilidad del terreno. Considerando un tiempo mínimo de un añ o

para que sea rentable.

Comunicación. Debe ser de f ácil acceso para el transporte de b asura y

transitable en el interior.

Disponibilidad de la tierra. Se requiere material para cubrir los desechos.

Condiciones climáticas. No se deben situar en z onas con vientos

importantes.

Hidrología. No debe de haber corrientes de agua ni ser un suelo inundable

o poseer un acuífero de cierta calidad.

Geología. Se buscaran suelos impermeables que aíslen los acuíferos.,

para estos requerimientos existe la NOM-083-SEMARNAT-1994.

162

5.4 Manejo y disposición de residuos peligrosos.

La falta de infraestructura y de servicios para el manejo adecuado de los residuos

peligrosos ha propiciado la proliferación de prácticas ineficientes de gran impacto

ambiental. Sus consecuencias ambientales han sido ya documentadas y abarcan

desde el deterioro de la salud y la inutilización de acuíferos, hasta la afectación de

cadenas tróficas a través de procesos de bioacumulación.

Durante décadas de desarrollo industrial se han acumulado pasivos muy

importantes que se manifiestan en sitios y áreas en donde se han depositado

residuos peligrosos sin ningún tipo de control. Estos sitios proliferan en el territorio

nacional y, desafortunadamente no han recibido la atención que merecen de l a

sociedad y de la opinión pública.

La autoridad ambiental ha i dentificado tres grandes categorías de sitios con

elevadas concentraciones de residuos peligroso acumulados sin los sistemas de

control pertinentes:

a) Sitios identificados de disposición inadecuada de residuos peligrosos.

b) Áreas e instalaciones industriales potencialmente contaminadas por

pasivos ambientales derivados de la acumulación inapropiada de

residuos peligrosos y;

c) Tiraderos de residuos municipales, ubicados en zonas de vulnerabilidad

geohidrológica con sospecha de depósito de residuos peligrosos.

Dada la desproporción que guarda el volumen creciente de residuos peligrosos

generados con las capacidades existentes para su manejo con frecuencia se

presenta una disposición clandestina en drenajes y tiraderos municipales,

carreteras, barrancas y terrenos baldíos así como en los patios de las mismas

empresas.

163

En México, en la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente,

se definen los residuos peligrosos en el título 1° artículo 3°, fracción XXXII, como:

“Todos aquellos residuos, en cualquier estado físico, que por sus características

corrosivas, tóxicas, reactivas, explosivas, inflamables, biológicas

infecciosas, representan un peligro para el equilibrio ecológico ó el ambiente”

Todas estas características son identificadas como propiedades CRETIB de los

residuos considerados de riesgo.

La Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-1993, establece las

características de los residuos peligrosos, el listado de l os mismos y los límites

que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Se han designado

cinco categorías para los residuos considerados como peligrosos, estas son:

1. Residuos de tipo específico provenientes de fuentes no específicas,

algunos ejemplos de esta categoría incluyen solventes no halogenados,

lodos del electroplatinado y soluciones cianúricas provenientes del

tratamiento de la superficie de metales.

2. Residuos de tipo específico, provenientes de f uentes específicas, por

ejemplo los residuos del horno de la producción de piezas de óxido de

cromo y los lodos de purificación de salmuera del proceso de celda de

mercurio en la producción de cloro.

3. Sustancias identificadas como residuos de peligrosidad aguda, como el

cianuro de potasio y la plata, el toxafeno y el óxido de arsénico.

4. Sustancias identificadas como residuos peligrosos, por ejemplo, el xileno, el

DDT, y el tetracloruro de carbono (CCl45. Residuos característicos que no están identificados específicamente en

otras categorías y que exhiben propiedades de corrosividad, reactividad,

explosividad, toxicidad o inflamabilidad.

).

A los anteriores se podrían añadir los residuos municipales con características

especiales como son:

164

Residuos generados en cl ínicas, laboratorios, consultorios y unidades

médicas, como, residuos de salas de aislamiento, cultivos de agentes

infecciosos, sangre humana y sus derivados, residuos patológicos, objetos

punzocortantes contaminados, restos de animales contaminados, etc.

Fármacos no aptos para el consumo humano.

Alimentos no aptos para el consumo humano.

Lodos de perforación y desazolve.

Residuos peligrosos generados en casa-habitación, como, residuos

químicos, lubricantes, Insecticidas, baterías portátiles, residuos de pinturas,

selladores, solventes, anticongelantes, ácidos y sales, asbestos, baterías

de automóviles, etc.

Otros.

Con toda esta información y un diagrama como guía (fig. 5.1) se puede identificar

si un residuo es o no peligroso.

Código CRETIB. El término CRETIB corresponde a las iniciales de las palabra:

Corrosivo,

Reactivo,

Explosivo,

Tóxico,

Inflamable y

Biológico infeccioso.

Corrosividad. Un residuo sólido es corrosivo si una muestra representativa tiene

alguna de las características que se enlistan a continuación:

Es acuoso y tiene un pH menor o i gual a 2 o m ayor o i gual a 12. 5

determinado con un medidor de pH

Que este en estado líquido y sea capaz de corroer el acero al carbón a una

velocidad mayor de 6.35 mm/año y a una t emperatura de prueba de 55°C

utilizando el método de determinación correspondiente.

utilizando el método correspondiente.

165

Reactividad. Un residuo sólido es reactivo si una muestra representativa tiene

alguna característica de las que se enlistan a continuación:

Es una sustancia normalmente inestable y experimenta cambios violentos

sin denotación.

Reacciona violentamente con el agua.

Forma una mezcla potencialmente explosiva cuando se mezcla con agua.

Cuando se mezcla con agua, genera gases tóxicos, vapores ó humos

perjudiciales, en cantidad suficiente como para poner en peligro al ambiente

y consecuentemente a la salud humana.

Es un residuo que presenta cianuros y sulfuros, el cual cuando se expone a

condiciones de pH

Es una sustancia que tiene la capacidad de detonar o explotar si está sujeto

a una fuente de ignición o se calienta en confinamiento.

entre 2 y 12.5, puede generar gases, vapores o humos

tóxicos en cantidades suficientes como para poner en peligro al ambiente y

consecuentemente a la salud humana.

Es una sustancia que tiene la capacidad de detonar o explotar a

temperatura y presión estándar.

Explosividad. Tiene una co nstante igual o m ayor a l a del dinitrobenceno. Es

capaz de producir una reacción o descomposición detonante o explosiva a 25°C y

a 1.03 Kg/cm2

de presión.

Toxicidad. Un residuo sólido es tóxico si al utilizar una muestra representativa del

residuo y al aplicarle el método de prueba correspondiente, contiene cualquiera de

los contaminantes enlistados en la tabla No.1 (anexo) a concentraciones iguales o

mayores que el valor respectivo dado en la tabla.

Un residuo sólido que es tóxico, se le asigna un código de residuo peligroso

por la EPA, que se encuentra especificado en l a tabla 1 y este código

corresponde al contaminante tóxico encontrado en él.

La principal diferencia que cabe mencionar entre estos dos sistemas de

clasificación consiste únicamente en de finiciones más amplias de estas

características, por parte de EUA.

166

Inflambilidad. Un residuo sólido muestra la característica de inflamabilidad si una

muestra representativa del residuo tiene alguna de las siguientes propiedades:

Es un líquido o solución acuosa que contiene como mínimo el 24% de

alcohol en volumen y tiene su punto de ignición a una temperatura menor

de 60° C (140 °F), usando el método de prueba especificado en el estándar

ASTM correspondiente.

Sustancia no líquida que es capaz, bajo temperatura y presión estándar, de

causar fuego por fricción, absorción de humedad o cambios químicos

espontáneos y, cuando esta sustancia arde, lo hace en forma vigorosa y

persistente constituyendo un peligro.

Es un gas comprimido inflamable.

Es un oxidante.

Biológicas/Infecciosas. Cuando el residuo contiene bacterias, virus u otros microorganismos

patógenos.

Cuando contiene toxinas producidas por microorganismos que causen

efectos nocivos a seres vivos.

Algunos de los principales residuos peligrosos son: ácidos y álcalis, asbesto,

cianuros, fenoles, plaguicidas (herbicidas e insecticidas), bifenilos policlorados,

metales pesados, residuos de pinturas, residuos de gases combustibles, residuos

de petróleo, solventes orgánicos, etc.

Entre las fuentes no industriales generadoras de pequeñas cantidades de residuos

peligrosos se pueden mencionar las siguientes:

167

Casa habitación Imprentas

Tiendas de pintura Talleres mecánicos

Tintorerías Veterinarias

Encuadernadoras Tiendas fotográficas

Tlapalerías Servicios médicos particulares

Laboratorios particulares Instalaciones de servicio

Laboratorios escolares Laboratorios clínicos

Laboratorios farmacéuticos Gasolineras

Metodología. Para que se catalogue a un residuo como peligroso, debe de ocurrir una de dos

cosas:

1. Se realiza una pr ueba de l aboratorio en donde se verifica si el residuo

exhibe las características nombradas que lo hacen peligroso, por ejemplo,

toxicidad, inflamabilidad, reactividad, corrosividad, etc.

2. Si el residuo se encuentra en una lista condensada por el gobierno ya sea

porque el residuo es ya conocido o se sospeche peligroso por poseer un

potencial para exhibir las características ya mencionadas.

En la tabla 5.5, se dan ejemplos de residuos peligrosos de acuerdo a su s

propiedades CRETIB.

Origen. Los residuos peligrosos pueden originarse en c ualquier parte, por ejemplo en

nuestras casas, donde se genera de 3% a 5% de los residuos, por otra parte, las

fuentes principales de residuos industriales a gran escala se encuentran la

industria química (orgánica e inorgánica), la minería y fundición y la petroquímica.

Sin embargo, la pequeña y mediana empresa también arrojan cantidades

considerables de residuos debido al gran número de empresas que existen y a las

malas condiciones de trabajo y manejo de residuos que tienen. Entre loe giros que

destacan por su mal manejo y sus riesgos a la salud se encuentran las

recicladoras de acumuladores, la alfarería y las curtidurías.

168

Corrosivos Reactivos Explosivos Tóxicos Inflamables Biológicos

Ácidos

fuertes

Nitratos Peróxidos Cianuros Hidrocarburos

alifáticos

Sangre

humana

Bases

fuertes

Metales

alcalinos

Cloratos Arsénico y

sales

Hidrocarburos

aromáticos

Agentes

infecciosos

Fenol Fosgeno Percloratos Plomo Alcoholes Desechos de

paciente

infecciosos

Bromo Metil

isocianato

Ácido pícrico Polifenoles Éteres Especimenes

patológicos y

quirúrgicos

Hidracina Magnesio

Cloruro

de acetilo

Hidruros

metálicos

Trinitrotolueno

Trinitrobenceno

Permanganato

de potasio

Fenol

Anilina

Nitrobenceno

Aldehídos

Cetonas

Fósforo

Tabla 5.5 Residuos peligrosos de acuerdo a sus propiedades CRETIB.

Ciclo de vida. Los materiales peligrosos se definen como elementos, sustancias, compuestos,

residuos o mezcla de ellos que, independientemente de su estado físico,

representan un riesgo para el ambiente, al salud o los recursos naturales, por sus

características CRETIB. Lo anterior plantea que los residuos son parte de un ciclo

de vida de los materiales y que ambos son peligrosos porque poseen las mismas

características. Esto lleva a pl antear la necesidad de establecer un enfoque

integral en la gestión de los materiales químicos peligrosos, que lleve a lograr un

manejo seguro y ambientalmente adecuado a t odo lo largo de su ciclo de v ida:

desde que se extraen de l a corteza terrestre, se sintetizan o procesan en l as

industrias, se transportan, almacenan, comercializan, utilizan, reciclan o convierten

en residuo que se tratan o confinan.

169

Referente al transporte de los residuos peligrosos las rutas de los vehículos deben

planearse de antemano, sobre todo cuando se transportan cantidades importantes

de materiales peligrosos, siempre se deben de buscar itinerarios que ofrezcan un

mínimo de peligro.

Algunos principios generales para cumplir con este objetivo son:

Organizar los horarios de marcha, de manera que no se excedan los límites

seguros de velocidad.

Elegir carreteras que ofrezcan buenas condiciones para conducir, aunque

alarguen la distancia.

Cuando hayan varias posibilidades, elegir el itinerario que evite todo

problema en potencia.

Cuando haya que recurrir a t erceros para el transporte de los materiales

peligrosos habrá que seleccionar a estos tomando en cuenta las unidades con las

que cuenta, si son apropiadas o no y hacerles una revisión.

Disposición Final. Los materiales resultantes del tratamiento de l os residuos peligrosos antes

descritos, así como los residuos que puedan ser eliminados sin tratamiento previo

de destoxificación han sido dispuestos en confinamientos tales como:

Cementerios industriales.

Lagunas superficiales.

Pozos profundos.

Minas abandonadas o

Mar.

Sin embargo, se admite hoy en día que no existe ningún método de confinamiento

totalmente seguro y en t odos los casos se requiere evaluar previamente los

posibles impacto ambientales y seleccionar con propiedad los sitios para disponer

170

de los residuos a este respecto debe de tenerse gran cuidado al seleccionar las

opciones y al determinar el tipo de r esiduos, lo cual debe de estar sujeto a l a

regulación y control dispuestos para cada una de ellas con el fin de pr evenir

riesgos.

Confinamiento controlados. Se trata de confinamientos construidos bajo tierra en celdas o zanjas recubiertas

con cemento y materiales, para evitar que fluyan líquidos (lixiviados) al subsuelo y

que penetre la lluvia. En estos confinamientos, los residuos peligrosos se disponen

a granel o en contenedores y se dejan escapar , a través de tubos los gases que

se formen; los lixiviados se recuperan mediante una serie de tuberías perforadas

que se entierran en los puntos más bajos del confinamiento, bombeándolos para

evitar que se fuguen hacia el entorno, se regulan legalmente con las normas

correspondiente, donde se establecen requisitos y características que deben

reunir los sitios donde se confinan los residuos peligrosos.

Lagunas superficiales. Este tipo de confinamiento es el menos adecuado, puesto que los residuos

peligrosos se disponen en d epresiones abiertas con o si n recubrimiento y

presentan el riesgo, entre otros, de que se evaporen las sustancias volátiles y se

produzca el fenómeno de lixiviación, por lo cual no se recomienda.

Inyección de pozos profundos. Para este fin se han utilizado pozos abandonados, cuyo fondo consiste en

formaciones geológicas apropiadas. También se llegan a perforar pozos nuevos y

se emplean plantas de inyección. Este procedimiento se utiliza en especial para

disponer soluciones de sustancias tóxicas y de aguas residuales.

Minas abandonadas. Algunas minas no activas se llegan a emplear para enterrar residuos peligrosos

que no conviene dispones en confinamientos industriales o someter a tratamiento

de destoxificación. Las minas de sal o domos salinos, presentan como ventajas

que son impermeables a líquidos y gases, por su naturaleza giroscópica absorben

171

grandes cantidades de agua y no favorecen la corrosión de los recipientes

metálicos.

Tiraderos en el mar. Mediante este mecanismo, sólo se pueden disponerse tipos particulares de

residuos peligrosos, estos se encuentran contenidos en listados que han sido

incluidos en convenios internacionales para regular este procedimiento. En tales

convenios se especifica que no pue den ser depositados en el mar derivados

organohalogenados y organosilicicos, mercurio o sus derivados, cadmio, residuos

carcinogénicos o sólidos que puedan interferir con la pesca o la navegación.

172

5.5 Marco legal.

El reglamento en materia de Residuos peligrosos (63 artículos y 4 transitorios), en

sus cuatro secciones contempla asuntos relacionados con:

La generación.

El manejo.

La importación y exportación de residuos peligrosos.

Las medidas de control de seguridad y saneamiento.

El artículo 5, fracción VI, precisa que la “regulación y control de la generación,

manejo y disposición final de residuos peligrosos para el ambiente o los

ecosistemas” es materia de c ompetencia de l as entidades federativas y

municipales. Además, señala en el art. 28 que es necesaria una autorización de

impacto ambiental de la autoridad federal para establecer y operar instalaciones

de tratamiento, confinamiento y eliminación de r esiduos peligrosos así como de

residuos radioactivos. La i mportación de residuos peligrosos al país esta

prohibida, aunque el art. 153, fracc.II, menciona que sí se permite si es para darle

tratamiento, reciclarlos o reusarlos.

La tabla 5.6 muestra la normatividad vigente para la identificación, diseño y

disposición de los residuos sólidos municipales y peligrosos. En cuanto a los

residuos peligrosos el Reglamento de Residuos Peligrosos publicado el 25 de

noviembre de 1988, establece.

Que deben hacer quienes generen residuos peligrosos.

Como y donde almacenarlos.

Cuales requisitos debe cumplir el transporte.

En que tipo de sitios depositarlos o confinarlos.

Que procedimientos se deben cumplir para importar o exportar.

173

Norma Que Establece Fecha de Expedición.

NOM-052-SEMARNAT-1993 Las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad en el ambiente.

22-Oct-1993

NOM-053-SEMARNAT-1993 El procedimiento para llevar a cabo la prueba de ex tracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad en el ambiente.

22-Oct-1993

NOM-054-SEMARANT-1993 El procedimiento para determiner la incompatibilidad entre dos o más residuos considerados como peligrosos, excepto de los radioactivos.

22-Oct-1993

NOM-055-SEMARNAT-1993 Los requisitos que deben reunir los sitios destinados al confinamiento controlado de residuos peligrosos excepto de l os radioactivos.

22-Oct-1993

NOM-056-SEMARNAT-1993 Los requisitos para el diseño y construcción de las obras complementarias de un co nfinamiento controlado de residuos peligrosos.

22-Oct-1993

NOM-057-SEMARNAT-1993 Los requisitos que deben observarse en el diseño y construcción de las obras complementarias de un co nfinamiento controlado de residuos peligrosos.

22-Oct-1993

NOM-058-SEMARNAT-1993 Los requisitos para la operación de un confinamiento controlado de r esiduos peligrosos.

22-Oct-1993

NOM-083-SEMARNAT-1996 Las condiciones que deben de r eunir los sitios destinados a la disposición final de residuos sólidos municipales.

25-Nov-1996

NOM-087-SEMARNAT-1993 Los requisitos para la separación, envasado, almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición finadle los residuos peligrosos biológico infecciosos que se generan en establecimientos que presten atención médica.

7-Nov-1995

Tabla 5.6 Normatividad vigente en materia de residuos sólidos y peligrosos.

174

Autoevaluación.

1. Describa que es un residuo, residuo peligroso y un no peligroso?

2. Mencione y describa 5 clases de residuos.

3. Que es un sitio contaminado?

4. Cuales son las características que definen a un residuo como peligroso?

5. Cuales son los objetivos que se buscan en el manejo de residuos no

peligrosos?

6. Describa 3 métodos para manejar los desechos sólidos.

7. Que es un almacenamiento In-situ?

8. Cual es el proceso que se lleva a ca bo para el manejo de l os residuos

sólidos no peligrosos?

9. Cual es el proceso que se lleva a ca bo para el manejo de l os residuos

peligrosos?

10. Describa el ciclo de vida de los residuos peligrosos?

11. Mencione 5 normas que aplique para los residuos peligrosos.

174

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