ANEXO 6.5. RESULTADOS EN MÉXICOproyectos2.iingen.unam.mx/LACClimateChange/Primer... · 600 700 800...
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ANEXO 6.5. RESULTADOS EN MÉXICO
Transcript of ANEXO 6.5. RESULTADOS EN MÉXICOproyectos2.iingen.unam.mx/LACClimateChange/Primer... · 600 700 800...
ANEXO 6.5.
RESULTADOS EN MÉXICO
Contenido
Análisis realizado por el Instituto de Ingeniería .................................................................. 3
6.5. 1.Fuentes de Información .............................................................................................. 3
6.5.3. Tecnologías y frecuencia de uso en el país ............................................................. 5
6.5.4. Cobertura del sistema de tratamiento en el país ................................................... 7
6.5.5. Tipos de tratamiento más usados en el país ............................................................ 7
6.5.6. Distribución en el país de los tipos de tratamiento más usados ........................... 9
6.5.7. Distribución del uso del agua residual tratada por estado y tipo de tecnología
................................................................................................................................................ 15
6.5.8. Análisis de estadística descriptiva por tecnología ................................................ 16
6.5.8.1 Intervalo 0-25 l/s ........................................................................................................ 17
6.5.8.2 Intervalo 25.1-250 l/s, ................................................................................................ 18
6.5.8.3 Intervalo 250.1 - 2,500 l/s ......................................................................................... 19
6.5.9. Selección de la muestra de plantas de tratamiento de agua residual
municipal a analizar............................................................................................................. 20
Conclusiones ......................................................................................................................... 23
APARTADO 6.5. ANEXO 1. SELECCIÓN DE LAS PTAR POR ESTADO Y TECNOLOGÍA EN
CADA INTERVALO DE CAUDAL. .......................................................................................... 24
INTERVALO Q1: 0 – 25 l/s .................................................................................................... 24
INTERVALO Q2: 25.1 – 250 l/s .............................................................................................. 25
INTERVALO Q3: 250.1 – 2,500 l/s ......................................................................................... 26
Información presentada por el consultor
Análisis realizado por el Instituto de Ingeniería
6.5. 1.Fuentes de Información
En el portal de internet de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), se
publicó el “Inventario nacional de plantas municipales de potabilización y
de tratamiento de aguas residuales en operación, diciembre de 2008”.
De dicho documento se transcribió información general a saber: Municipio,
nombre de la PTAR, proceso, capacidad instalada (l/s), caudal tratado (l/s),
uso del agua tratada. Esta información fue complementada con la
población del municipio, cuyos datos se extrajeron del Segundo Conteo de
población y vivienda, 2005, publicado por el INEGI.
El análisis de la información arrojó un total de 1,833 PTAR operando en
México.
6.5.2. Tipos de tratamientos usados y número de PTAR existentes en el país
Figura 1. Conteo de PTAR y tipos de tratamiento usados en México.
Se puede observar que los cinco tratamientos más usados en las diferentes PTAR
existentes a nivel nacional, corresponden a las lagunas de estabilización, seguidos
por lodos activados, fosa séptica, UASB, Wetland y tanque Imhoff. Adicionalmente
se observa un total de 1,833 PTAR.
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Tipos de Tratamiento
6.5.3. Tecnologías y frecuencia de uso en el país
Figura 2. Frecuencia de tecnologías utilizadas en las PTAR México.
Las cinco tecnologías más usadas a nivel nacional corresponden a las lagunas de
estabilización, lodos activados, fosa séptica, UASB y Wetland, que coinciden con el
análisis del número de PTAR por tecnología existente.
Al organizar la información de acuerdo con las tecnologías existentes se encontró
un total de 18 tecnologías, con una frecuencia de uso en México de 1,947,
teniendo en cuenta que hay PTAR cuyo proceso es combinado, por lo que para
hacer el conteo por tecnología se tuvieron que separar dichas combinaciones.
Dichos casos son las tecnologías de filtros biológicos, wetland, UASB, sedimentación
y tanque Imhoff, donde se aprecia en la figura 1 que están combinadas con otras
tecnologías, mientras que la figura 2 al presentar el número y los tipos de
tecnologías usadas, las expone de manera individual.
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Tipos de Tratamiento
Para conocer los tipos de tecnología usados para cada intervalo de caudal y
corroborar sí la tendencia a nivel nacional de los tratamientos se conserva para
cada intervalo de caudal, se elaboró la siguiente gráfica que se presenta a
continuación.
Figura 3. Conteo de PTAR en función de la tecnología y del intervalo de caudal.
La gráfica permite observar que para el intervalo entre de 0-25 l/s se presenta un
total de 1.421 PTAR, mientras para el intervalo de caudal entre 25,1-250 l/s existen
327 PTAR, para el intervalo comprendido entre 251-2,500 l/s se obtuvo un total de 83
PTAR y finalmente para caudales superiores a 2,500 l/s se presentan 2 PTAR.
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Típo de Tratamiento / Intervalo de caudal (l/s)
Con respecto a la tendencia nacional de las tecnologías más usadas (lagunas de
estabilización, lodos activados, fosa séptica, UASB, wetland), se puede concluir que
éstas son las más usadas para el intervalo de 0 a 25 l/s, pero no son las más usadas
para los intervalos con capacidades instaladas comprendidos entre 25.1 a 2,500 l/s,
situación a esperarse teniendo en cuenta que la gran mayoría de las PTAR se
ubican en el intervalo de caudal de 0 a 25 l/s. Para los intervalos subsiguientes los
tipos de tratamiento más usados seguidos de las lagunas de estabilización y los
lodos activados son las lagunas aireadas, filtros biológicos o rociadores y primario
avanzado.
6.5.4. Cobertura del sistema de tratamiento en el país
Figura 4. Cobertura de las PTAR por estado.
Se puede observar que los estados de Baja California, Baja California Sur,
Chihuahua, Caohuila, Durango, Nuevo León, Sinaloa, Sonora, Tamaulipas,
Aguascalientes, Colima y Nayarit, presentan una infraestructura que trata el 100%
las aguas residuales que se generan en sus municipios. A nivel nacional se presenta
una cobertura en el tratamiento de las aguas residuales del 47%.
6.5.5. Tipos de tratamiento más usados en el país
La selección de los tipos de tratamiento más usados en el país, se hizo con base en
las tecnologías más comunes por intervalo de caudal, de manera que cubrieran el
90% sobre el total de las PTAR existentes en el país.
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Plantas totales
Cobertura
Con base en lo anterior, las tecnologías más usadas a considerar son los lodos
activados, lagunas de estabilización, fosa séptica, wetland, UASB, filtros biológicos o
rociadores, lagunas aireadas, anaerobio y primario avanzado. A continuación la
siguiente gráfica, presenta dichas tecnologías por intervalo de caudal.
Figura 4. Distribución de los tipos de tratamiento más usados en México por intervalo de
Caudal.
Se puede observar que a partir del intervalo de caudal de 25.1 l/s las PTAR con tecnologías
de fosa séptica, anaerobio, UASB, wetland y tanque imhoff se van reduciendo de manera
significativa, hasta incluso desaparecer. Se reitera que las tecnologías más usadas
corresponden a los lodos activados y las lagunas de estabilización.
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Tipo de tratamiento/ Intervalo de caudal (l/s)
6.5.6. Distribución en el país de los tipos de tratamiento más usados
Una vez identificados los procesos de tratamiento más usados por intervalo de
caudal, se procedió a analizar su distribución a lo largo del territorio nacional, con el
fin de cumplir con otro criterio de selección.
Para lo anterior, el territorio de México se agrupó en tres Regiones: Norte, Centro y
Sur, con sus correspondiente estados, como se presenta en la siguiente gráfica y
Tabla.
Tabla 1. Distribución por regiones en
México
Fuente: Wikipedia, 2010
ESTADOS DE MÉXICO
Región Norte Región Centro Región Sur
2. Baja California 13. Jalisco 29. Veracruz
3. Baja California
Sur 17. Nayarit 26. Tabasco
25. Sonora 8. Colima 11. Guerrero
24. Sinaloa 15. Michoacán 19. Oaxaca
6. Chihuahua 1. Aguascalientes 5. Chiapas
9. Durango 10. Guanajuato 4. Campeche
29. Zacatecas 23. San Luis Potosí 22. Quintana Roo
7. Coahuila 21. Querétaro 30. Yucatán
18. Nuevo León Distrito Federal
27. Tamaulipas 14. México
12. Hidalgo
20. Puebla
16.Morelos
28. Tlaxcala
Figura 1 . Mapa de la división política
de México. Fuente: Wikipedia, 2010
Tomando como referencia las tecnologías más usadas, a continuación se presenta
la distribución de las mismas por estado y región respectivamente, para cada uno
de los intervalos de caudal.
Figura 6. Tecnologías más usadas por estado/región. Intervalo de caudal: 0-25 l/s.
El proceso de lagunas de estabilización es el de mayor uso por el número de PTAR
existentes, seguido por lodos activados, fosa séptica, UASB, wetland y tanque
imhoff. Asimismo el estado que presenta el mayor número de PTAR es Durango,
mientras que el estado de Jalisco es el que presenta la mayor diversidad de
procesos de tratamiento.
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Lagunas de Estabilizacion Lodos Activados Fosa Séptica
UASB Tanque Imhoff Wetland
Filtros biológicos, rociadores o percoladores Anaerobio Lagunas aereadas
Primario avanzado
Con respecto a la presencia de cada una de estas tecnologías en los 32 estados
de la República, se encontró que la tecnología de lodos activados existe en 30
estados, seguido de las lagunas de estabilización presente en 27 estados, fosa
séptica en 20 estados, los UASB y wetland en 13 estados, el tanque imhoff en 11
estados, los filtros biológicos percoladores o rociadores en 8 estados, el proceso
anaerobio en 9 estados, las lagunas aireadas en 6 estados y finalmente el primario
avanzado en dos estados.
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Figura 7. Tecnologías más usadas por estado/región. Intervalo de caudal: 25.1 – 250 l/s.
El proceso que presenta el mayor número de PTAR son los lodos activados seguidos
de las lagunas de estabilización, los filtros biológicos o rociadores o percoladores,
las lagunas aireadas y el primario avanzado. El estado que presenta el mayor
número de PTAR es Jalisco, mientras el estado que presenta la mayor diversidad de
procesos de tratamiento es Veracruz. Con respecto a la representatividad de dicho
procesos de tratamiento se encontró que las lodos activados existen en 27estados,
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Lagunas de Estabilizacion Lodos Activados UASB
Tanque Imhoff Wetland Lagunas Aireadas
Primario Avanzado Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores
las lagunas de estabilización tienen presencia en 23 estados, los filtros biológicos en
10 estados, mientras que las lagunas aireadas en 5 estados, el tratamiento primario
avanzado en 3 estados y finalmente las tecnologías de tanque imhoff, wetland y
anaerobio en 2 estados. Se observa que los estados de Campeche y Yucatán en el
intervalo de caudal y tipo de tecnologías evaluadas, no poseen ninguna PTAR.
Cabe destacar que la tecnología de fosa séptica y anaerobio no aparece en la
gráfica debido a que en este intervalo de caudal no se presenta ninguna PTAR con
dichos procesos.
Figura 8. Tecnologías más usadas por estado/región. Intervalo de caudal de 251 a 2,500 l/s.
Los estados que presentan el mayor número de PTAR son Baja California y
Tamaulipas, mientras que el estado que presenta la mayor diversidad de tipos de
tecnología es Baja California. En orden descendente los tipos de tecnologías que
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NORTE CENTRO SUR
Lagunas de Estabilizacion Lodos Activados UASB Lagunas Aireadas Primario Avanzado Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores
presentan el mayor número de PTAR son lodos activados, lagunas de estabilización,
lagunas aireadas, primario avanzado y filtros biológicos o rociadores o percoladores
Con respecto a la existencia de dichas tecnologías en los diferentes estados se
encontró que la tecnología de lodos activados existe en 17 estados, las lagunas de
estabilización en 12, las lagunas aireadas, filtros biológicos y primario avanzado en 4
estados. Se observa que en los estados de Campeche, Tlaxcala, Nayarit, Hidalgo,
Zacatecas y Yucatán en el intervalo de caudal y tipo de tecnologías evaluados no
existe ninguna PTAR.
Las tecnologías de fosa séptica, tanque imhoff, wetland y anaerobio no se
presentan en la gráfica porque son tecnologías que no son usadas en este intervalo
de caudal.
Para las PTAR con caudales superiores a 2,500 l/s se encontró que sólo existen dos
plantas de tratamiento en los estados de Nuevo León y en el Distrito Federal con el
proceso de tratamiento de lodos activados.
Tabla 2. Representatividad por intervalo de caudal de los tipos de tecnologías más usadas y
su presencia en los estados de la República. Tipo de tecnología
más usada
Intervalo de
capacidad instalada
(l/s))
Presencia de la
tecnología por
intervalo de
caudal
%
No. de estados
donde existe la
tecnología
Lodos Activados 0 a 25 18 30
25.1 a 250 56 27
251 a 2,500 50 17
> 2,501 100 2
Lagunas de estabilización 0 a 25 40 27
25.1 a 250 30 23
251 a 2,500 19 12
UASB 0 a 25 9 13
25.1 a 250 0.6 2
251 a 2,500 1.2 1
Fosa séptica 0 a 25 10 20
Anaerobio 0 a 25 2.6 9
Wetland 0 a 25 4 13
25.1 a 250 0.6 2
Tanque Imhoff 0 a 25 4 11
25.1 a 250 0.9 2
Filtros biológicos o rociadores
o percoladores
0 a 25 1.5 9
25.1 a 250 5 10
251 a 2,500 4.8 4
Lagunas airedas 0 a 25 0.4 6
25.1 a 250 3.4 11
251 a 2,500 8.4 4
Primario avanzado 0 a 25 0.3 2
25.1 a 250 1.2 3
251 a 2,500 2.4 4
Nota: Hay algunas tipos de tecnologías que no existen en ciertos intervalos de caudal.
Para mayor claridad a continuación, la siguiente tabla presenta los tipos de
tecnologías más usados por intervalo de caudal exponiendo de manera porcentual
el peso de la tecnología sobre todas las tecnologías existentes en dicho intervalo y
el número de estados donde existe dicha tecnología.
Tomando en cuenta la distribución y representatividad en el país de los procesos
por intervalo de caudal, se encontró que para el intervalo de Q1 (0-25 l/s), las
lagunas de estabilización, los lodos activados, la fose séptica y el UASB se
encuentran distribuidos en el territorio nacional en un promedio aproximado del
70%, con una presencia en el país de la tecnología del 77%. Mientras para el
intervalo de Q2 (25-1 a 250 l/s), los lodos activados, las lagunas de estabilización y
los filtros biológicos rociadores o percoladores existen en el país en un 91% con una
distribución promedio del 62%. Finalmente para Q3 (251 a 2,500 l/s) las tecnologías
de lodos activados, lagunas de estabilización y las lagunas aireadas existen en el
país en un 77%, con una distribución territorial promedio del 34%.
Es importante mencionar que a pesar de que el proceso de lagunas de
estabilización en el intervalo de 0-25 l/s se posiciona como el primer proceso
más usado, su distribución en el país es inferior al proceso de lodos activados
que con un menor número de PTAR se distribuye en casi todo el país.
Una situación similar se observa en el intervalo de 251-2,500 l/s con el proceso de
filtros biológicos donde se presenta un menor número de PTAR comparado con el
proceso de lagunas aireadas, sin embargo los dos procesos presentan una
distribución igual en el país. Lo anteriormente descrito se observa en la siguiente
Tabla.
Tabla 3. Comparación de las cuatro tecnologías más usadas por intervalo de caudal en
relación a la presencia y distribución en el país. Intervalo de
capacidad instalada
(l/s))
Tipo de tecnología
más usada Presencia de la
tecnología por intervalo
de caudal
%
No. de estados
donde existe la
tecnología
0 -25 l/s
Lagunas de estabilización 40 27
Lodos Activados 18 30
Fosa séptica 10 20
UASB 9 13
25.1 a 250 l/s
Lodos Activados 56 27
Lagunas de estabilización 30 23
Filtros biológicos o rociadores
o percoladores
5 10
(251 a 2,500 l/s
Lodos Activados 50 17
Lagunas de estabilización 19 12
Lagunas aireadas 8.4 4
Filtros biológicos o rociadores o
percoladores
4.8 4
En la tabla se pueden observar los tres tipos de tecnologías más usadas por
intervalo de caudal, pudiendo reconfirmar que los procesos de lagunas de
estabilización y lodos activados son los dos comúnmente usados.
Para la selección de la tercera tecnología más usada, en el intervalo de caudal de
0-25 l/s se observan las tecnologías de fosa séptica y UASB. Se decidió seleccionar a
la tecnología de UASB teniendo en cuenta que la fosa séptica no se acepta como
tratamiento debido a que no asegura el cumplimiento de la normatividad sobre
límites máximos permisibles de descarga.
En los sucesivos intervalos de 25.1 – 2,500 l/s, se decidió escoger como tercer
proceso más usado a los filtros biológicos, teniendo en cuenta que en el intervalo
de 25.1-250 l/s se observa que la tercer tecnología más usada es el filtro biológico,
mientras para el intervalo de 251 a 2,500 l/s se presentan las tecnologías de lagunas
airedas y filtros biológicos. Bajo el criterio de distribución y representatividad de la
tecnología, los filtros biológicos reportan un menor número de PTAR pero una
distribución igual a las lagunas airedas.
Sin embargo; la decisión de cuáles tecnologías con sus respectivos caudales son los
más representativos para México, se definirá al realizar el análisis estadístico de la
información, el cual se presenta más adelante.
6.5.7. Distribución del uso del agua residual tratada por estado y tipo de tecnología
El siguiente análisis permitió conocer el uso que se realiza al agua residual tratada
en las 1,833 PTAR existentes en el país. Los diferentes usos del agua residual tratada
reportados en el inventario de la Conagua se asociaron a las normas oficiales
mexicanas sobre los límites máximos permisibles en las descargas de aguas
residuales a saber: NOM 001 descargas en aguas y bienes nacionales (CA); NOM
002 descargas a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal (A; NOM 003
reúso en servicio al público (R). Se presentan casos en los cuales no se reportó
información cuya simbología es NS y casos en los cuales el agua se destina para
reúso y cuerpo de agua CA/R. La siguiente gráfica presenta la distribución de la
PTAR por estado de acuerdo con el cumplimiento con las normas citadas
anteriormente.
Al observar la figura 7 se observa que el principal uso dado al agua residual tratada
es la descarga en cuerpos de agua con un 66%, seguido del aprovechamiento
para reúso con un 17%, un 3% con descarga al alcantarillado y un 3% destinado
para los usos de reuso y cuerpo de agua. El restante 11% corresponden a PTAR con
información desconocida.
La región que más aprovecha el agua residual tratada para fines de reúso es la del
Norte, mientras que la Región del Centro es la que más descarga a los cuerpos de
agua.
Figura 9. Distribución del agua residual tratada por estado.
6.5.8. Análisis de estadística descriptiva por tecnología
La siguiente parte está enfocada a presentar un análisis estadístico descriptivo de
las tecnologías más usadas para cada intervalo de caudal, con el fin de determinar
los caudales más representativos. Cabe destacar que a pesar que se identificaron
a diez tecnologías como las más usadas, el siguiente análisis estadístico consideró a
las cinco tecnologías que presentaran el mayor número de PTAR.
A continuación para cada intervalo de capacidad instalada se presentan las
tecnologías más usadas con su respectivo análisis estadístico.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180B
aja
Cal
ifo
rnia
Baj
a C
alif
orn
ia S
ur
Ch
iuh
aua
Co
ahu
ila
Du
ran
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Nu
evo
Le
ón
Sin
alo
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Son
ora
Tam
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as
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Co
lima
Dis
trit
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Gu
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Hid
algo
Jalis
co
Estr
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Mé
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Mic
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Mo
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s
Nay
arit
Pu
eb
la
Qu
ere
taro
San
Lu
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si
Tlax
cala
Cam
pe
che
Ch
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err
ero
Oax
aca
Qu
inta
na
Ro
o
Tab
asco
Ve
racr
uz
Yuca
tan
NORTE CENTRO SUR
No
. de
PTA
R
CA A R NS CA/R
6.5.8.1 Intervalo 0-25 l/s
Tabla 4. Estadística descriptiva de las capacidades instaladas por tecnología en intervalo de
0 a 25 l/s
Parámetros
estadísticos
Lodos
Activados
Lagunas de
Estabilización
UASB Tanque
Imhoff
Wetland
Media 9.1 6.39 2.71 9.18 5.76
Mediana 10 4 2 8.25 5
Moda (l/s 5 1 2 10 5
Desviación estándar 7.16 6.25 2.38 6.41 4.37
Varianza de la muestra 51.26 39.06 5.64 41.12 19.08
Curtosis 0.93 0.82 23.31 0.49 6.75
Coeficiente de asimetría 0.5 1.29 4.05 0.83 2.29
Coeficiente de variación 0.68 0.98 0.88 0.70 0.76
Mínimo 0.7 0.1 0.5 1 1
Máximo 25 25 20 25 25
Número de muestras 253 562 127 56 59
Percentil del 75% 15.42 10.6 4.31 13.51 8.7
Los datos similares entre la media y la mediana para las tecnologías de lodos
activados y tanque imhoff, permiten inferir que los datos se distribuyen de forma
simétrica, lo cual se confirma al observar el coeficiente de asimetría que indica la
existencia de una curva simétrica cuando el valor es cercano a cero.
Con respecto a la dispersión de los datos se puede comentar que la tecnología
que presenta la mayor dispersión es la de lagunas de estabilización, teniendo en
cuenta que presenta el mayor coeficiente de variación. Asimismo para todas las
tecnologías de acuerdo con el coeficiente de asimetría, se observa que los valores
se concentran hacia la derecha de la curva, con una tendencia en su mayoría
leptocúrtica con base en la curtosis.
Para efectos de seleccionar un caudal representativo, se tuvo en cuenta
únicamente a las tecnologías que presentaron el mayor número de muestras, como
son las tecnologías de lagunas de estabilización, lodos activados y UASB
respectivamente. Para cada una de éstas y con el fin de conocer la distribución y
frecuencia de los datos se realizaron histogramas que permitieron observar que las
curvas son ligeramente simétricas para el caso de lodos activados y UASB y
asimétrica para las lagunas de estabilización. Con base en lo anterior, los
indicadores estadísticos para la selección de los caudales pueden ser la media y
mediana respectivamente, es decir para lodos activados (9.1 l/s), lagunas de
estabilización (4 l/s) y UASB (2.71 l/s), sin embargo; dichos valores no son los
caudales más usados. Con base en lo anterior, se incluyó a la moda como variable,
que resultó para los lodos activados de 5 y 20 l/s), lagunas de estabilización de 1 l/s
y UASB de 2 l/s. Para la selección de la muestra de las PTAR de estas tres tecnologías
en este intervalo de caudal, se tomó como base los caudales mencionados
anteriormente, obtenidos de los caudales más repetitivos.
6.5.8.2 Intervalo 25.1-250 l/s,
Tabla 5. Estadística descriptiva de las capacidades instaladas por tecnología en Q2
Parámetros
estadísticos
Lodos
Activados
Lagunas de
Estabilización
Filtros biológicos
o rociadores o
percoladores
Lagunas
aireadas
Primario
avanzado
Media 95.10 69.37 79.63 120.22 83.5
Mediana 75 50 60 120 72
Moda 30 30 50 - -
Desviación estándar 61.22 48.1 53.2 71.9 54.4
Varianza de la muestra 3,747 2,320 2,835 5,177 2,966
Curtosis 0.17 2.22 0.29 0.93 3.07
Coeficiente de asimetría 1.01 1.61 1.18 0.41 0.51
Coeficiente de variación 0.64 0.69 0.67 0.60 0.65
Mínimo 26 26 27 32 30
Máximo 250 243 200 250 160
Número de muestras 180 99 16 9 4
Percentil del 75% 136.36 101.8 115.5 168.7 120.2
De manera general al comparar las cinco tecnologías más usadas, se observa que
la tecnología de lagunas de estabilización es la que presenta la mayor dispersión
de acuerdo con el coeficiente de variación. Asimismo el coeficiente de asimetría
indica para todas las tecnologías evaluadas, que la concentración de los datos se
realiza al lado derecho de la curva, mientras que las curvas en su gran mayoría
presentan una forma leptocúrtica.
Bajo el enfoque de buscar representatividad de caudales, se seleccionaron a las
tecnologías que tuvieran el mayor número de muestras como son: lodos activados,
lagunas de estabilización y filtros biológicos o rociadores o percoladores. Los
histogramas de dichas tecnologías permitieron observar que las curvas son
asimétricas pudiendo tomar como indicador estadístico la mediana que
corresponde para lodos activados a 75 l/s, lagunas de estabilización 50 l/s y filtros
biológicos o rociadores o percoladores 60 l/s. Los caudales mencionados
anteriormente no son los más usados, por lo tanto se analizó la moda que indicó
como caudal repetitivo para los lodos activados 30 y 50 l/s, para las lagunas de
estabilización 30 l/s, mientras para los filtros biológicos o rociadores o percoladores
50 l/s. Los caudales mencionados anteriormente fueron la base para la selección
de la muestra de las PTAR a analizar
6.5.8.3 Intervalo 250.1 - 2,500 l/s
Tabla 6. Estadística descriptiva de las capacidades instaladas por tecnología en Q3·
Parámetros
estadísticos
Lodos
Activados
Lagunas de
Estabilización
Filtros biológicos
o rociadores o
percoladores
Lagunas
aireadas
Primario
avanzado
Media 685.41 633.19 732.5 946.43 1,174.29
Mediana 500 500 715 840 1,000
Moda 300 500 -* -* -*
Desviación estándar 517.6 417.90 187.53 471.81 656.81
Varianza de la muestra 267,937 174,637 315,168 222,605 431,395
Curtosis 5.44 4.45 1.11 3.79 1.22
Coeficiente de asimetría 2.21 2.05 0.38 1.73 1.21
Coeficiente de variación 0.76 0.66 0.26 0.5 0.56
Mínimo 255 280 500 400 400
Máximo 2,500 1,900 1,000 2,000 2,500
Número de muestras 41 16 4 7 7
Percentil del 75% 1,034.3 914.8 858 1,246.4 1,616.9
*No se reporta moda debido a que no se presentan valores repetitivos de caudal
De manera general al comparar las cinco tecnologías más usadas, la que presenta
mayor dispersión es la tecnología de lodos activados al presentar el coeficiente de
variación mayor. Asimismo el coeficiente de asimetría indica para todas las
tecnologías evaluadas, que la concentración de los datos se realiza al lado
derecho de la curva, mientras que las curvas en su gran mayoría presentan una
forma leptocúrtica.
Las tecnologías con los caudales más usados son los lodos activados y lagunas de
estabilización. Cabe mencionar que las restantes tecnologías no reportan ningún
valor repetitivo de capacidad instalada (moda), debido a que todas las plantas de
tratamiento presentan capacidades instaladas diferentes. Los histogramas
permitieron observar que la curva se distribuye de manera asimétrica, pudiendo
tomar como indicador estadístico la mediana que es de 500 l/s para los lodos
activados y lagunas de estabilización respectivamente.
Para mayor claridad, la siguiente tabla presenta el resumen del análisis estadístico
descriptivo presentando anteriormente, al exponer las tecnologías y caudales más
usadas para cada intervalo de caudal.
Tabla 7. Tecnologías y caudales más representativos para cada intervalo de caudal
Intervalo de caudal
(l/s)
Tecnologías
más usadas
Capacidad instalada más
común
(l/s)
0-25 l/s
Lodos Activados 5 y 20
Lagunas de Estabilización 1
UASB 2
25.1- 250 l/s
Lodos Activados 30 y 50
Lagunas de Estabilización 30
Filtros biológicos o percoladores 50
250.1- 2,500 l/s
Lodos Activados 500
Lagunas de Estabilización 500
Filtros biológicos o percoladores -* *Existen 4 PTAR que reportan capacidad instaladas diferentes: 800, 630,500 y 1,000 l/s.
Se confirma que las dos tecnologías más usadas independiente el intervalo de
caudal, son los lodos activados y lagunas de estabilización. Como tercera
tecnología más usada se encuentra el proceso de UASB para caudales inferiores a
25 l/s y los filtros biológicos o percoladores para caudales entre 25.1 y 2,500 l/s. Con
base en lo anterior, y teniendo en cuenta la amplia variación de caudal para la
aplicación del proceso de UASB y filtros, se decide dejar esas cuatro tecnologías
para México, que se acotarán a tres tecnologías, al momento de analizar los
procesos representativos de los restantes países seleccionados.
En relación a la definición de tres caudales más usados para cada intervalo de
caudal (Q1,Q2, Q3), se decidió para el caso de Q1 correspondiente al intervalo de
caudal de 0-25 l/s, calcular el promedio de las capacidades instaladas
representativas resultando un caudal de 9 l/s, de la misma forma para Q2 se obtuvo
un caudal representativo de 40 l/s y para Q3 de 500 l/s.
6.5.9. Selección de la muestra de plantas de tratamiento de agua residual municipal
a analizar
Con los caudales más comunes por tecnología e intervalo de caudal presentados
en la tabla 7, se procedió a buscar en el inventario general del total de PTAR en
México, el número de PTAR existentes con dichas características. Con el número
total de PTAR existentes por caudal y tecnología, se procedió a calcular el
porcentaje de presencia de dichas tecnologías. Posteriormente se respetó esa
proporción y se calculó otro porcentaje pero tomando como referencia la muestra
de 30 PTAR requeridas. (Tabla 8)
Para identificar cuáles PTAR seleccionar con base en la proporción obtenida por
tecnología, se procedió a ubicar el Estado en la República Mexicana donde se
localizan las 30 PTAR por intervalo de caudal. Lo anterior con la finalidad de poder
hacer una selección de PTAR distribuidas por todo el país en la medida de lo
posible.
Para mayor claridad, la siguiente tabla presenta el procedimiento realizado y
descrito anteriormente.
Tabla 8. Identificación del número de PTAR a seleccionar por tecnología y distribución en los
estados del país en cada intervalo de caudal, para conformar la muestra de 30 PTAR.
Tecnologías
más usadas
No. PTAR
existentes %
Proporción de
PTAR
seleccionadas
(%)
No. Estados
donde
existe
tecnología
Intervalo de caudal 0-25 l/s
Lodos Activados con 5/s 27 21 7 10
Lodos Activados con 20 l/s 26 22 6 13
Lagunas de Estabilización con 1/s 47 40 12 8
UASB con 2/ls 20 17 5 6
Total 120 100 30
Intervalo de caudal 25.1-250 l/s
Lodos Activados con 30 l/s 24 42 12 12
Lodos Activados con 50 l/s 18 31 9 8
Lagunas de Estabilización con 30 l/s 13 22 7 10
Filtros biológicos o percoladores con 50 l/s 3 5 2 2
Total 58 100 30
Intervalo de caudal de 251-2,500 l/s
Lodos Activados con 500 l/s 11 32 10 9
Lagunas de Estabilización con 500 l/s 6 17 5 5
Filtros biológicos o percoladores 4 11 3 4
Primario Avanzado* 7 20 6 4
Lagunas Aeredas* 7 20 6 4
Total 35 100 30 *se tuvieron que considerar para poder completar la muestra de 30 PTAR
El procedimiento para seleccionar las PTAR en función de la distribución en el país
fue similar a los descrito anteriormente, es decir se calculó la distribución porcentual
de la presencia de la tecnología en los estados y respetando dicha proporción se
calculó otro porcentaje pero tomando como referencia la muestra de 30 PTAR
requeridas, obteniendo así el porcentaje de PTAR a seleccionar por Estado. Los
resultados del ejercicio anteriormente descrito se observan en el Apartado 1 del
Anexo 6.1.
Lo presentado en dicho apartado, permitió obtener el siguiente listado
correspondiente a las 30 PTAR por intervalo de caudal a solicitarles la información
del formato general.
Tabla 9. Selección de las 30 PTAR por intervalo de caudal (a solicitar información del formato
de información general.
ESTADO MUNICIPIO Población Caudal PTAR PROCESO CAP. INSTALADA (l/s)
Aguascalientes 723.043 Q1 Fracc. Los Miradores Lodos Activados 20
Aguascalientes 723.043 Q1 Santa Cruz de la Presa Lagunas de Estabilizacion 1
Asientos 40.547 Q1 Jarillas Lagunas de Estabilizacion 1
Calv illo 50.183 Q1 El rodeo Lagunas de Estabilizacion 1
Jesús María 82.623 Q1 Cañada el Rodeo Lagunas de Estabilizacion 1
San Francisco de los Romos 28.832 Q1 Rancho Nuevo Lagunas de Estabilizacion 1
Tepezala 17.372 Q1 El Barranco Lagunas de Estabilizacion 1
Aguascalientes 723.043 Q2 Fracc. La Natura Lodos Activados 50
San Francisco de los Romos 28.832 Q2 San Francisco de los Romos Lodos Activados 50
Tijuana 1.410.687 Q2 Fracc. Santa Fe Lodos Activados 30
Ensenada 413.481 Q3 El Naranjo Zanjas de Oxidación 500
Mexicali 855.962 Q3Termoelectrica Azteca (Intergen) Lodos Activados 640
Mexicali 855.962 Q3 Mexicali (Las Arenitas) Lagunas Aireadas 840
Tijuana 1.410.687 Q3 San Antonio de los Buenos Lagunas Aireadas 1.100
Las Rosas 24.969 Q2 Las Rosas Lagunas de Estabilizacion 30
Tuxtla Gutierrez 503.320 Q3 Tuxtla Gutierrez (Paso Limon)Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 800
Delicias 127.211 Q1 Union Campesina Lagunas de Estabilizacion 1
Matamoros 4.304 Q1 Cienega de Ceniceros Lagunas de Estabilizacion 1
Juarez 1.313.338 Q3 Norte Primario Avanzado 2.500
Juarez 1.313.338 Q3 Sur Primario Avanzado 1.000
Coahuila Saltillo 648.929 Q2 Saltillo I , Club Campestre Zanjas de Oxidación 50
Colima 132.273 Q1 Los Ortices Lagunas de Estabilizacion 1
Miguel Hidalgo 353.534 Q2 Campo Militar 1-A Lodos Activados 30
Xochimilco 404.458 Q2 Reclusorio Sur Lodos Activados 30
Gustavo A. Madero 1.193.161 Q3 San Juan de Aragon Lodos Activados 500
Durango 526.659 Q1 Dolores Hidalgo Lagunas de Estabilizacion 1
Guadalupe Victoria 32.058 Q1 Dos de Abril Lagunas de Estabilizacion 1
Gomez Palacio 304.515 Q3 Gomez Palacio Lagunas de Estabilizacion 500
Durango 526.659 Q3 Durango Lagunas Aireadas 2.000
Guanajuato I rapuato 463.103 Q3 Irapuato I I Lodos Activados 500
Acapulco de Juarez 717.766 Q1 Luis Donaldo Colosio Lodos Activados 20
Acapulco de Juarez 717.766 Q2 Miramar Lodos Activados 50
Olinala 22.437 Q2 Olinala Lagunas de Estabilizacion 30
Acapulco de Juarez 717.766 Q3 Renacimiento Lodos Activados 475
San Miguel el Alto 26.971 Q1 Mirandillas RAFA 2
Zapopan 1.155.790 Q2 Cd. Bugambilias Lodos Activados 30
Chapala 43.345 Q2 San Antonio Tlayacapan Lodos Activados 32
El Salto 111.436 Q2 El Salto Lodos Activados 32
Jolostotitlan 28.462 Q2 Jolostotitlan Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 50
Naucalpan de Juarez 821.442 Q1 Pintores Lodos Activados 5
Naucalpan de Juarez 821.442 Q1Conjunto Hab. Sedena Santa Cruz Acatlan RAFA 2
Cuautitlan Izcalli 498.021 Q2 Cofradia I I Lodos Activados 30
Cuautitlan Izcalli 498.021 Q2 Fracc. Bosques de Alba I I Lodos Activados 30
Naucalpan de Juarez 821.442 Q2 U.H. Campo Militar Num.1 Lodos Activados 30
Tenancingo 80.183 Q2 Tenancingo Lodos Activados 50
Tianguistengo 64.365 Q2Capulhuac-Jalatlaco-Tinaguistengo Lodos Activados 50
Calimaya 38.770 Q2 Calimaya de Diaz Gonzalez Lodos Activados 32
Ecatepec de Morelos 1.688.258 Q3 Termoelec. Valle de Mexico Lodos Activados 500
Chimalhuacan 525.389 Q3 Lago de Texcoco I I Lagunas de Estabilizacion 500
Ayala 7.023 Q1 UH. M Matamoros Lodos activados 5
Cuautla 160.285 Q3 Cuatla Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 630
Tepic 336.403 Q2 Fco I Madero I Lagunas de Estabilizacion 32
Arramberri 14.692 Q1 Arramberri Lodos activados 5
Cadereyta Jimenez 73.746 Q1 San Juan Lodos activados 5
Mina 5.384 Q1 Mina Lodos activados 5
San Nicolas de los Garza 476.761 Q2 Pap. Maldonado Lodos activados 50
San Pedro Garza García 122.009 Q2 C camprestre Zanjas de oxidación 50
Oaxaca Santa Cruz Xoxocotlan 14.892 Q3 La Raya Lodos activados 600
Puebla 1.485.941 Q3 Atoyac Sur Primario Avanzado 400
Puebla 1.485.941 Q3 Puebla Alseseca Primario Avanzado 700
Jalpan de Serra 22.025 Q1 Jalpan de Sierra Lodos Activados 20
Colon 51.625 Q1 San Martin RAFA 2
Huimilpan 32.728 Q1 Los Cues RAFA 2
Queretaro 734.139 Q1 Jofre Jofrito RAFA 2
San Juan del Río 208.462 Q1 San Miguel Galindo RAFA 2
Corregidora 104.218 Q3 Planta sur Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 500
Othon Blanco 219.763 Q1 Santa María Lodos activados 5
Isla Mujeres 13.315 Q2 Isla Mujeres Lodos activados 30
Benito Juárez 572.973 Q2 Corales Lodos activados 50
San Luis Potosi San Luis Potosí 730.950 Q3 Norte TangamangaI I Lagunas Aireadas 400
Mazatlán 35.612 Q1 El Cid I Lodos Activados 20
Culiacán 75.735 Q3 Culiacan Norte Primario Avanzado 1700
Mazatlán 35.612 Q3 El Crestón Primario Avanzado 820
San Miguel de Horcasitas 6.036 Q1 Pesqueria Lagunas de Estabilizacion 1
Guaymas 134.153 Q3 La Salada Lagunas de Estabilizacion 486
Cajeme 375.800 Q3 Norte Lagunas Aireadas 850
Cajeme 375.800 Q3 Sur Lagunas Aireadas 735
Nogales 193.517 Q3 Binacional Lagunas Aireadas 700
Tabasco Centro 558.524 Q1 Fracc. Infonavit Parilla Lodos Activados 20
Altamira 162.628 Q2 Altamira la Florida Lagunas de Estabilizacion 30
Victoria 293.044 Q3 El Saladito Lagunas de Estabilizacion 600
Veracruz 512.310 Q1Conjunto Residencial Torres Arrecifes Lodos Activados 5
Tres valles 42.855 Q1 UH Ingenio Tres valles Lodos Activados 20
Veracruz 512.310 Q1 UH Lomas de Coyol Lodos Activados 20
Boca del Río 141.906 Q2 Fracc. Tampiquera Lodos Activados 30
Veracruz 512.310 Q2 UH La Floresta No. 2 Lodos Activados 30
Tamalín 11.269 Q2 Tamalín Lagunas de Estabilizacion 32
Coatzacoalcos 280.363 Q3 Coatzacoalcos Lagunas de Estabilizacion 500
Veracruz 512.310 Q3 Playa Norte Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 1000
Villanueva 28.760 Q2 Villa Nueva Lagunas de Estabilizacion 30
Sombrerete 58.201 Q2 Sombrerete Filtros Biológicos o Rociadores o Percoladores 50
Tamaulipas
Veracruz
Zacatecas
Nuevo Leon
Puebla
Queretaro
Quintana Roo
Sinaloa
Sonora
Durango
Guerrero
Jalisco
Mexico
Morelos
Nayarit
Aguascalientes
Baja California
Chiapas
Chihuahua
Colima
Distrito Federal
Conclusiones
El Inventario nacional de plantas municipales de potabilización y de tratamiento de
aguas residuales en operación, diciembre de 2008., reporta que México cuenta
con un total de 1,833 PTAR y con un total de 18 tecnologías. Asimismo de acuerdo
con la clasificación por intervalos de caudal se presentan 1,421 PTAR con
capacidades instaladas de 0-25 l/s, 327 PTAR con intervalos de capacidad
instalada de 25.1 – 250 l/s, con capacidades instaladas de 251-2,500 l/s un total de
83 PTAR, mientras que para caudales superiores a ≥ 2,501 l/s existen 2 PTAR.
Si por el contrario las PTAR se clasifican por tipología de ciudad, las PTAR se
distribuyen de la siguiente manera: en ciudades chicas un total de 345 PTAR, en
ciudades pequeñas se presentan 867 PTAR, en ciudades intermedias 504, mientras
que 48 PTAR existen en ciudades grandes. En localidades con población inferior a
2,000 habitantes se presentan 69 PTAR.
Con base en lo anterior, las plantas de tratamiento de agua residual municipal en
México están diseñadas para tratar caudales inferiores a 25 l/s, por lo tanto no hay
una relación directa entre la capacidad instalada de las PTAR y el tamaño de la
población.
La tendencia nacional de las cinco tecnologías más usadas (lagunas de
estabilización, lodos activados, fosa séptica, UASB, wetland) se mantiene para el
intervalo de caudal de 0-25 l/s, sin embargo; difiere al hacer el análisis para los
intervalos de capacidad instalada comprendidos entre 25.1 a 2,500 l/s, a partir de la
tercera tecnología más usada al presentarse los procesos de filtros biológicos,
percoladores o rociadores, lagunas aireadas y primario avanzado.
Las dos tecnologías más usadas independiente el intervalo de caudal, son los lodos
activados y lagunas de estabilización. Como tercera tecnología más usada se
encuentra el proceso de UASB para caudales inferiores a 25 l/s y los filtros biológicos
o percoladores para caudales entre 25.1 y 2,500 l/s. Con base en lo anterior, y
teniendo en cuenta la amplia variación de caudal para la aplicación del proceso
de UASB y filtros, se decide dejar esas cuatro tecnologías para México, que se
acotarán a tres tecnologías, al momento de analizar los procesos representativos
de los restantes países seleccionados.
En relación a la definición de tres caudales más usados para cada intervalo de
caudal, se decidió para el caso del intervalo de caudal de 0-25 l/s calcular el
promedio de las capacidades instaladas representativas resultando un caudal de 9
l/s, de la misma forma para el intervalo de caudal entre 25.1-250 l/s donde se
obtuvo un caudal representativo de 40 l/s y para el intervalo de caudal entre 251-
2,500 l/s un caudal representativo de 500 l/s.
APARTADO 6.5. ANEXO 1. SELECCIÓN DE LAS PTAR POR ESTADO Y
TECNOLOGÍA EN CADA INTERVALO DE CAUDAL.
INTERVALO Q1: 0 – 25 l/s Intervalo de caudal
(l/s) Estado No. de PTAR
% No. PTAR
seleccionadas
Lodos Activados
5 l/s
Aguascalientes 1 4 0,3
Jalisco 1 4 0,3
Estado de México 2 7 0,5
Michoacán 1 4 0,3
Morelos 2 7 0,5
Nuevo León 12 44 3,1
Oaxaca 1 4 0,3
Querétaro 1 4 0,3
Quintana Roo 5 18 1,3
Veracruz 1 4 0,3
Total 27 100 7,0
Lodos Activados
20 l/s
Aguascalientes 2 7 0,46
Distrito Federal 1 4 0,23
Guanajuato 1 4 0,23
Guerrero 2 7 0,46
Jalisco 1 4 0,23
Mexico 1 4 0,23
Morelos 1 4 0,23
Oaxaca 1 4 0,23
Querétaro 2 7 0,46
Sinaloa 2 7 0,46
Tabasco 3 11 0,69
Tamaulipas 2 7 0,46
Veracruz 7 2 1,62
Total 26 100 6,00
Lagunas de
estabilización
1l/s
Aguascalientes 25 54 6,38
Colima 2 4 0,51
Chihuahua 6 13 1,53
Durango 8 17 2,04
Mexico 1 2 0,26
Oaxaca 1 2 0,26
Puebla 1 2 0,26
Sonora 3 6 0,77
Total 47 100 12,00
UASB
2l/s
Jalisco 3 15 0,90
México 2 10 0,60
Puebla 1 5 0,30
Querétaro 12 60 3,60
Tlaxcala 2 10 0,60
Total 20 100 6,00
INTERVALO Q2: 25.1 – 250 l/s
Intervalo de caudal
(l/s) Estado No. de PTAR
% No. PTAR
seleccionadas
Lodos Activados
30 l/s
Aguascalientes 1 4 0.50
Baja California 1 4 0.50
Distrito Federal 3 12 1.50
Jalisco 2 8 1.00
México 5 20 2.50
Morelos 1 4 0.50
Querétaro 1 4 0.50
Quintana Roo 1 4 0.50
Veracruz 4 16 2.00
Nayarit 2 8 1.00
Tamaulipas 2 8 1.00
Zacatecas 1 4 0.50
Total 24 100 12.00
Lodos Activados
50 l/s
Aguascalientes 3 16 1.50
Coahuila 2 11 1.00
Chihuahua 1 5 0.50
Guerrero 2 11 1.00
Jalisco 1 5 0.50
Mexica 4 22 2.00
Nuevo León 4 22 2.00
Quintana Roo 1 5 0.50
Total 18 100 9.00
Lagunas de
estabilización
30l/s
Baja California 1 7 0.54
Baja California Sur 1 7 0.54
Chiapas 1 7 0.54
Durango 1 7 0.54
Guerrero 1 7 0.54
Jalisco 3 23 1.62
Tamaulipas 2 15 1.08
Zacatecas 1 7 0.54
Guanajuato 1 7 0.54
México 1 7 0.54
Total 13 100 7.00
Filtros biológicos
50l/s
Jalisco 2 65 1.33
Zacatecas 1 35 0.67
Total 3 100 2.00
INTERVALO Q3: 250.1 – 2,500 l/s
Intervalo de caudal
(l/s) Estado No. de PTAR
% No. PTAR
seleccionadas
Lodos Activados
500 l/s
Baja California 3 27 2.45
Baja California Sur 1 9 0.82
Coahuila 1 9 0.82
Distrito Federal 1 9 0.82
Guanajuato 1 9 0.82
Guerrero 1 9 0.82
México 1 9 0.82
Nuevo León 1 9 0.82
Oaxaca 1 9 0.82
Total 11 100 9.00
Lagunas de
estabilización
500 l/s
Durango 1 16 0.83
México 1 16 0.83
Veracruz 1 16 0.83
Sonora 2 33 1.67
Tamaulipas 1 16 0.83
Total 6 100 5
Filtros biológicos
Chiapas 1 25 1.00
Querétaro 1 25 1.00
Morelos 1 25 1.00
Veracruz 1 25 1.00
Total 4 100 4.00
Lagunas Aireadas Baja California 2 29 1.71
Durango 1 14 0.86
San Luis Potosí 1 14 0.86
Sonora 3 43 2.57
Total 7 100 6
Primario Avanzado Baja California 1 14. 0.86
Chihuahua 2 28 1.71
Puebla 2 28 1.71
Sinaloa 2 28 1.71
Total 7 100 6
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