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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.
3.1 Introducción. 67
3.2 Calidad del aire. 69
3.3 Fuentes de contaminación del aire. 73
3.4 Tipos de contaminantes. 77
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.
4.1 Introducción. 100
4.2 Composición del suelo 102
4.3 Propiedades físicas y químicas del suelo. 107
4.4 Fuentes de generación de contaminantes. 119
4.5 Tipos de contaminantes. 123
4.6 Remediación de suelos. 129
4.7 Marco legal en materia de contaminación de suelos. 142
Autoevaluación. 143
UNIDAD V Manejo de residuos.
5.1 Introducción. 144
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
NOM-002-SEMARNAT-2000
NOM-003-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.
67
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
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.
Composición química.
Densidad.
Propiedades ópticas.
Toxicidad.
Reactividad/Explosividad.
Corrosividad.
Propiedades eléctricas.
Concentración.
97
Características de la corriente gaseosa: Flujo.
Viscosidad.
Temperatura.
Presión.
Humedad.
Temperatura de rocío.
Composición química.
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.
100
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.
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,
Composición química.
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.
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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.
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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.
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