Segunda Unidad de Ing. Ambiental
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Instituto Tecnológico de VeracruzDepartamento de Ingeniería Química y Bioquímica
Ingeniería Ambiental
Unidad 2
Contaminación del Agua, Aire y Suelo
2.1 Fuentes de Aguas Residuales
El Agua
Es probablemente el recurso natural más importante del mundo, ya que sin ella no podría
existir la vida y la industria no funcionaría. A diferencia de muchas otras materias primas,
el agua no tiene sustituto en muchas aplicaciones.
Contaminación del Agua.
La Contaminación del agua, es la incorporación de materias extrañas, como
microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos. Estas materias
deterioran su calidad y la hacen inútil para los usos pretendidos.
Los contaminantes más frecuentes de las aguas son: materia orgánica, microorganismos
como bacterias, hidrocarburos, desperdicios industriales, pesticidas y productos químicos
domésticos.
Los contaminantes dependiendo de su origen se clasifican en físicos, químicos y biológicos.
Contaminantes físicos. Afectan el aspecto del agua y cuando flotan o se sedimentan
interfieren con la flora y fauna acuáticas. Son líquidos insolubles o sólidos de origen natural
y diversos productos sintéticos que son arrojados al agua como resultado de las actividades
del hombre, así como, espumas, residuos oleaginosos y calor (contaminación térmica).
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Contaminantes químicos. Incluyen compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos o
dispersos en el agua que provienen de descargas domésticas, agrícolas e industriales o de la
erosión del suelo. Los principales son cloruros, sulfatos, nitratos y carbonatos. También
desechos ácidos, alcalinos y gases tóxicos disueltos en el agua como los óxidos de azufre,
de nitrógeno, amoníaco, cloro y ácido sulfhídrico.
Contaminantes biológicos. Incluyen hongos, bacterias y virus que provocan
enfermedades, algas y otras plantas acuáticas. Algunas bacterias son inofensivas y otras
participan en la degradación de la materia orgánica contenida en el agua.
Agua Residual
Según la NOM-001-SEMARNAT-1996 el agua residual son las aguas de composiciones
variadas provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales de
servicios, agrícolas, pecuarias, domésticas, incluyendo fraccionamientos y en general de
cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.
2.1.2 Aguas Municipales e Industriales.
a) Aguas Municipales.
Las aguas que contienen residuos líquidos provenientes de los establecimientos comerciales
e industriales, así como de las zonas habitacionales se designan aguas residuales
municipales, estas son una mezcla compleja que contiene agua (por lo más de 99%)
mezclada con contaminantes orgánicos e inorgánicos
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Las Aguas Residuales Municipales son las que se desechan de los sistemas de drenaje y
alcantarillado de las comunidades y deben de cumplir con los parámetros que establece la
NOM-002-SEMARNAT-1996
b) Aguas Industriales.
El agua para uso industrial debe cumplir con normas de calidad específicas de acuerdo a
usos y al tipo de industria a que este destinada. El uso del agua que la industria demanda
puede clasificarse en cuatro actividades principales que se llevan cabo en la mayoría de las
industrias:
2.2 Características de las Aguas Residuales
Por lo general, las aguas residuales contienen la mayoría de los constituyentes del agua
suministrada más las impurezas adicionales provenientes del proceso productor de
desechos. Así, como el hombre produce cerca de 6 g de cloruro por día, con un consumo de
agua de 200 1/persona/día, el agua residual contiene 30 mg/1 más de cloruro que el agua
doméstica. El agua residual cruda promedio contiene alrededor de 1000 mg/1 de sólidos en
solución y suspensión, o sea que cerca del 99.9% es agua pura.
2.2.1. Características físicas
Temperatura. Es la cantidad de calor que posee el agua, y básicamente es importante por
su efecto en otras propiedades, como la aceleración de reacciones químicas, reducción en la
solubilidad de los gases, intensificación de sabores y olores, etcétera.
Sabor y Olor. Debido a las impurezas disueltas, frecuentemente de naturaleza orgánica, el
agua puede tener sabor y olor, por ejemplo, fenoles y clorofenoles le dan sabor y metano y
ácido sulfhídrico olor. Son propiedades subjetivas qué son difíciles de medir
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Color. Aun el agua pura no es incolora; dependiendo de la concentración de sus
componentes finales, el agua residual puede presentar color, se mide por medio de la escala
Pt-Co.
Turbidez. La presencia de sólidos coloidales le da al líquido una apariencia nebulosa que
es poco atractiva y puede ser dañina. La turbiedad en el agua pueden causarla partículas de
arcilla y limo, desechos industriales o a la presencia de numerosos microorganismos.
Sólidos. Éstos pueden estar presentes en suspensión, en solución o ambos y se dividen en
materia orgánica y materia inorgánica. Los sólidos disueltos totales (SDT) se deben a
materiales solubles, mientras que los sólidos en suspensión (SS) son partículas discretas
que se pueden medir al filtrar una muestra a través de un papel fino. Los sólidos
sedimentables son aquellos removidos en un procedimiento estándar de sedimentación.
Conductividad eléctrica. La conductividad de una solución depende de la cantidad de
sales disueltas presentes y para soluciones diluidas es aproximadamente proporcional al
contenido de SDT:
2.2.2. Características Químicas,
Las características químicas tienden a ser más específicas en su naturaleza que algunos de
los parámetros físicos y por eso son más útiles para evaluar las propiedades de una muestra
de inmediato.
pH. La intensidad de acidez o alcalinidad de una muestra se mide en la escala de pH, que
en realidad mide la concentración de iones de hidrógeno presentes. El pH controla muchas
reacciones químicas y la actividad biológica normalmente se restringe a una escala bastante
estrecha entre 6 y 8.
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Alcalinidad. Es debida a la presencia de bicarbonato HCO3-2, carbonato CO3
-2, o hidróxido
OH-. La mayoría de la alcalinidad natural en las aguas la causa el HCO3- producido por la
acción del agua subterránea en piedra caliza o yeso:
Acidez. La mayoría de las agua naturales y el agua residual doméstica son amortiguadoras
por el sistema de CO2 y HCO3-. El ácido carbónico no se neutraliza totalmente hasta un pH
e 8.2 y no disminuye el pH por debajo de 4.5.
Dureza. Es la propiedad del agua que evita que el jabón haga espumas y produce
incrustaciones en los sistemas de agua caliente. Es debida principalmente a los iones
metálicos Ca++ y Mg++ aunque también son responsables Fe++ y Sr++. Si están presentes altas
concentraciones de sales de Na y K, la dureza de no carbonato puede ser negativa ya que
tales sales pueden formar alcalinidad sin producir dureza.
Oxígeno Disuelto (OD). El oxígeno es un elemento muy importante en el control de la
calidad del agua. Su presencia es esencial para mantener las formas superiores de vida
biológica y el efecto de una descarga de desechos en un río se determina principalmente por
el balance de oxígeno del sistema. Desafortunadamente el oxígeno es poco soluble en agua.
Demanda de Oxígeno. Los compuestos orgánicos por lo regular son inestables y pueden
oxidarse biológica o químicamente para obtener productos finales estables, relativamente
inertes, tales como CO2, NO3, H2O. La indicación del contenido orgánico de un desecho se
obtiene al medir la cantidad de oxígeno que se requiere para su estabilización.
a) Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5). Mide la cantidad de oxígeno que
requieren los microorganismos mientras descomponen la materia orgánica.
b) Valor de permanganato (VP). Es la oxidación química del agua residual.
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c) Demanda química de oxígeno (DQO). Mide la cantidad de oxígeno que
requiere el agua para oxidar por si misma a los diferentes componentes que trae
consigo.
La magnitud de los resultados obtenidos normalmente es VP < DBO < DQO.
Nitrógeno. Es un elemento importante ya que las reacciones biológicas sólo pueden
efectuarse en presencia de suficiente nitrógeno. Existe en cuatro formas principales por lo
que toca a la ingeniería de salud pública:
a) Nitrógeno orgánico. Nitrógeno en la forma de proteínas, amino ácidos y urea.
b) Nitrógeno amoniacal. Nitrógeno como sales de amoníaco; por ejemplo,
(NH4)2CO3, o como amoníaco libre.
c) Nitrógeno de nitritos. Una etapa intermedia de oxidación que normalmente no se
presenta en grandes cantidades.
d) Nitrógeno de nitratos. Producto final de la oxidación del nitrógeno.
Cloruro. Responsable por el sabor salobre en el agua, es un indicador de posible
contaminación del agua residual debido al contenido de cloruro de la orina. El sabor del Cl-
se hace presente con 250-500 mg/1, aunque una concentración hasta de 1500 mg/1 es poco
probable que sea dañina para consumidores en buen estado de salud.
Las aguas residuales industriales tienen también otras características químicas
especializadas que se pueden evaluar, por ejemplo, la presencia de metales tóxicos, cianuro,
fenoles, grasas y aceites, etcétera.
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2.2.3. Características Biológicas,
Una característica de la mayoría de las aguas naturales es que contienen una amplia
variedad de microorganismos, los tipos y números de los diferentes grupos presentes están
relacionados con la calidad del agua y otros factores ambientales.
En el tratamiento de las aguas residuales de naturaleza orgánica, los microorganismos
tienen un lugar importante y la mayoría de las especies que se encuentran en el agua natural
y en agua residual son innocuas para el hombre. Sin encargo, ciertos microorganismos
causan varias enfermedades y su presencia en el agua representa un problema de salud.
Virus
Si bien los virus son partículas parasíticas no tienen capacidad de sintetizar componentes
nuevos por lo que en lugar de ello invaden las células de los organismos.
Por su tamaño, la remoción de virus por procesos convencionales de tratamiento de agua no
es segura, aunque los procesos normales de desinfección generalmente los dejan inactivos,
los mas comunes en el agua residual son:
Virus Enfermedad
Entero virus Gastroenteritis
Hepatitis A Hepatitis
Rotavirus Gastroenteritis
Reovirus Gastroenteritis
Adenovirus Enfermedades Repiratorias
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Adenovirus Hepatitis A
Rotavirus
Bacterias.
Las bacterias son las unidades básicas de vida de las plantas; son organismos unicelulares
que pueden vivir como autótrofos o como heterótrofos y aprovechar el alimento soluble.
Varían en tamaño de 0.5 a 5 μm
Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose
en todo hábitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en
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desechos radioactivos en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Algunas
bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se
estima que hay en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un
millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay
aproximadamente 5 x 1030 bacterias en el mundo
El control efectivo del medioambiente en el cual se desarrolla el tratamiento biológico
del agua residual se basa en los principios fundamentales que rigen al crecimiento de los
microorganismos
Las Bacterias tiene tres métodos fundamentales de preproducción; por fisión binaria,
sexualmente o por gemación, pero por lo general se reproducen por fisión binaria. El
tiempo necesario para cada fisión varía (dependiendo del tipo de bacteria) de 20 minutos
a varios días
El crecimiento de la población de bacterias se determina en términos del número de las
mismas y se puede representar en forma gráfica.
El modelo de crecimiento bacteriano consta de cuatro fases.
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Fase de Retardo. Tras la adición del inóculo a un medio de cultivo, la fase de retardo
representa el tiempo necesario para que los organismos se aclimaten a las nuevas
condiciones ambientales y comiencen a dividirse.
Fase de crecimiento exponencial. Durante esta fase, la célula se divide a una velocidad
determinada por su tiempo de generación y su capacidad de procesar el alimento.
Fase Estacionaria. En esta fase, la población permanece constante.
Fase de Muerte exponencial. Durante esta fase, la mortalidad de bacterias excede la
generación de células nuevas.
En el trabajo del tratamiento biológico del agua residual, se debe de mantener la fase
estacionaria, lo anterior como resultado de agregar más sustratos (agua cruda) al sistema.
Coliformes
La denominación genérica coliformes designa a un grupo de especies bacterianas que
tienen ciertas características bioquímicas en común e importancia relevante como
indicadores de contaminación del agua y los alimentos
Tradicionalmente se los ha considerado como indicadores de contaminación fecal en el
control de calidad del agua destinada al consumo humano en razón de que, en los medios
acuáticos, los coliformes son más resistentes que las bacterias patógenas intestinales y
porque su origen es principalmente fecal. Por tanto, su ausencia indica que el agua es
bacteriológicamente segura.
Asimismo, su número en el agua es proporcional al grado de contaminación fecal; mientras
más coliformes se aíslan del agua, mayor es la gravedad de la descarga de heces
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Cianobacterias
Las cianobacterias se aprecian a simple vista como manchas incrustadas sobre la superficie húmeda
de las rocas, del suelo o de los árboles; pueden ser de colores verde azuladas, pardos o negras y
presentarse en forma de almohadillas macroscópicas o en capas viscosas. También pueden vivir
flotando libremente (planctónicas) en cualquier tipo de medio acuático, se presentan en algunos
casos en el agua residual.
Son organismos móviles, cuya velocidad y dirección de movimiento dependen de la iluminación y
de la temperatura en la que se encuentren, su peligrosidad se debe a la alta toxicidad que imprimen
a sus hábitats
Estas deben de ser removidas del agua residual
Salmonella
Salmonella es un género de bacteria que pertenece a la familia Enterobacterias, formado por bacilos
anaerobios facultativos, con flagelos perítricos y que no desarrollan cápsula ni esporas. Son
bacterias móviles que producen ácido sulfhídrico (H2S), fermentan glucosa por poseer una enzima
especializada
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Salmonella Tiphy
Protozooarios
Los protozoarios son organismos unicelulares de 10 a 100 μm de longitud que se reproducen por fisión
binaria. La mayoría son heterótrofos aerobios; su fuente principal de alimento son las células bacterianas.
No pueden sintetizar todos los factores necesarios para su crecimiento y dependen de las bacterias para que
se los suministren. Los protozoarios abundan en el suelo y en el agua y pueden tener una participación
importante en los procesos biológicos de tratamiento de desechos.
Amibas
Las amibas de vida libre (AVL) son protozoos cosmopolitas que habitan ambientes húmedos como el suelo
y el agua, aunque también se pueden encontrar en el aire, vehículo que utilizan como medio de dispersión.
En los ecosistemas acuáticos desempeñan un papel muy importante en el mantenimiento del flujo de energía
y el reciclado de los nutrientes. Su eficiencia en el uso de los recursos los convierte en un enlace
fundamental entre los organismos desintegradores y aquellos pertenecientes a niveles tróficos superiores.
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2.3 Sistemas de tratamientos
El objetivo de un tratamiento de agua residual es el de proteger las aguas receptoras de
contaminantes y esto se logra (entre otros) con plantas diseñadas para:
Reducir la DBO5
Reducir los SST
Reducir N y P
Reducir coliformes totales
Eliminar metales pesados
Los procesos básicos de eliminación de contaminantes se pueden clasificar como:
Operaciones Físicas Unitarias
Son los métodos de tratamiento en los que predomina la acción de fuerzas físicas o de
operaciones unitarias.
Procesos Químicos Unitarios
Son los métodos que persiguen la eliminación o conversión de los contaminantes mediante
la adición de productos químicos.
Procesos Biológicos Unitarios.
Es la eliminación de los contaminantes mediante la actividad biológica.
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Para llevar a cabo esto, se debe de considerar que el proceso básico de una planta de
tratamiento de agua residual está constituido por los siguientes procesos
Una vez establecidos los objetivos de tratamiento para un proyecto específico y revisada la
normatividad federal, las exigencias del tratamiento pueden determinarse comparando las
características del agua residual cruda con las del efluente correspondiente
a) Pretratamiento.
El pretratamiento es la remoción de partículas sólidas de gran tamaño que son arrastradas
por el agua residual entre los que se encuentran piedras, palos, troncos, y cualquier tipo de
basura que puede ser retirada por medio mecánico.
Entre los pretratamientos se encuentran
Cribado y Tamizado
o Rejillas de Desbaste
o Microtamices
Remoción de arena
o Canales Desarenadores
Homogenización del Flujo.
o Distribución del Gasto.
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Pretratamiento TratamientoPrimario
TratamientoSecundario
TratamientoTerciario.
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b) Tratamiento Primario o Físico.
Esta es la remoción de las partículas sólidas suspendidas PSS y las partículas sólidas
sedimentables PSS, entre estos procesos unitarios se encuentran:
Clarificación o Decantación.
Sedimentación,
Espesamiento por gravedad.
Flotación.
Filtración.
c) Tratamiento Secundario o Químico.
Esta parte del proceso permite el retiro de algunos contaminantes inorgánicos que necesitan
ser agregados por su pequeño tamaño, o bien aquellos contaminantes que tiene que ser
retirados del agua por medio de reacciones químicas, entre los que se encuentran.
Coagulación.
Floculación.
Precipitación química.
Adsorción.
d) Tratamiento Terciario o Biológico.
En esta parte del proceso, se lleva a cabo la remoción de gran cantidad de materia orgánica,
ya sea por la acción bacteriana o por el comportamiento enzimático del agua residual.
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Oxidación Biológica aerobia.
Estos procesos se llevan a cabo en presencia de oxígeno, que puede ser inyectado en forma
gaseosa, incluido por aereación o simplemente por contacto físico, entre los procesos antes
descritos se encuentra
Filtro percolador
Lodos Activados.
Lagunas de oxidación.
Biodiscos.
Biotorres
Oxidación biológica anaerobia.
Este proceso tiene la particularidad que se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y bajo
temperaturas controladas
Digestión.
Tratamientos No convencionales
Finalmente existen algunas operaciones que son opcionales pero que garantizan, que el
agua residual puede en algunos casos ser reutilizada directamente, entre estos se
encuentran.
Desinfección.
Tratamiento de Residuos Tóxicos Específicos.
Control y eliminación de Nutrientes (Fósforo y Nitrógeno)
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Acondicionamiento de Lodos
El tratamiento de aguas residuales, genera cierta cantidad de subproductos, a los que se les
llama lodos, los cuales al ser deshidratados por ley pueden ser dispuestos en rellenos
sanitarios o bien utilizados como parte de la composta.
2.3.1 Tratamiento preliminar
Por definición, pretratamiento es el proceso o procesos que preparan las condiciones del agua
residual que puede someterse a posteriores procesos de tratamiento
En aguas residuales urbanas esto significa la separación de materia flotante, arena y manchas
de aceites ya que estas materias inhibirían el proceso biológico y posiblemente dañarían el resto
de los equipos mecánicamente.
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2.3.2.1 Cribado y Tamizado.
El primer nivel de tratamiento preliminar es un a operación simple de cribado o tamizado
para retirar sólidos grandes, para este propósito se utilizan rejillas de desbaste, cuyo
objetivo es la separación de sólidos flotantes de gran tamaño (basura en general) y de esta
manera proteger aguas abajo los equipos mecánicos tales como bombas.
Corte Transversal de rejillas de desbaste.
Separación libre entre barras
Finas (< 1,5 cm)
Medias (1,5 - 5,0 cm)
Gruesas (> 5,0 cm)
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El material cribado del agua residual es de naturaleza desagradable y normalmente se
entierra o se incinera. También se puede pasar a un macerador que lo desmenuza de modo
que el material pueda ingresar al flujo para retirarlo con el resto de los sólidos
sedimentables durante el proceso de tratamiento principal.
La pérdida de carga que se produce al circular el agua a través de las rejas depende de la
velocidad de aproximación del agua y de la velocidad de circulación a través de las
rejillas.
Microtamizado
El microtamizado es una forma más moderna de la rejilla de tambor que usa una malla fina
de acero inoxidable con aberturas de 20 a 60 μm; con este microtamiz se separan los
sólidos relativamente pequeños. Se utiliza en el tratamiento de agua para retirar algas y
partículas de tamaño similar.
Desarenadores.
La mayoría de los sistemas de alcantarillado y especialmente aquéllos con drenajes
combinados, transportan en el flujo grandes cantidades de arena. Si este material no se
quita, puede causar daño a las partes mecánicas de la planta de tratamiento.
Debido a que las partículas de arena son relativamente grandes, con una densidad alta
comparadas con las partículas orgánicas, regularmente se separan por el principio de
sedimentación diferencial. Las partículas de arena con un diámetro de 0.20 mm y peso
específico de 2.65 tienen una velocidad de sedimentación de 1.2 m/min, mientras que la
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mayoría de los sólidos suspendidos en el agua residual tienen velocidades de sedimentación
considerablemente más bajas.
Con el uso de un canal es posible sostener una velocidad horizontal constante de 0.3 m/s
para todos los gastos. En estas condiciones, en un canal de suficiente longitud que tenga un
tiempo de retención de 30 a 60 segundos, las partículas de arena se sedimentarán en el
fondo mientras que el flujo transporta todavía los sólidos suspendidos restantes. La arena se
quita a intervalos, se lava y se utiliza de alguna manera.
Los dos tipos comunes para los equipos de desarenado son:
El desarenador aireado de flujo helicoidal
El canal desarenador de flujo horizontal
Desaraenador Planta Río Medio, Veracruz, Ver
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Homogenización de Flujo, Distribución del Gasto
La homogenización consiste, simplemente en amortiguar por laminación las variaciones
de caudal, con el objeto de conseguir un caudal constante o casi constante.
Este sistema consta de un tanque de homogenización o ecualizador de flujo, controles de
paso para moderar el caudal del mismo.
El tipo de tanque de homogenización puede ser de dos tipos:
Un tanque con mezclado mínimo para inhibir la septicidad.
Un tanque con suficiente mezcla para que actúe como unidad de
preaireación.
En ambos casos son benéficos pues inician el proceso biológico de depuración de las
aguas residuales.
Existen dos tipos de homogenización:
a) Homogenización en línea.
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Este tipo de homogenización se tiene cuando se tiene un tanque lo suficientemente
grande como para poder contener una cantidad de agua máxima determinada.
b) Homogenización en paralelo.
Para este tipo de homogenización, se tiene una salida lateral mediante la cual se puede
aliviar el flujo, o en un momento determinado se puede desviar parte del mismo.
2.3.2 Tratamientos Primarios.
El tratamiento primario frecuentemente se denomina clarificación, sedimentación o
decantación. En este proceso unitario el agua residual se deja decantar durante un
período (aprox. dos horas) en un tanque de decantación y producir así un efluente líquido
clarificado en una línea y un lodo semisólido en una segunda línea.
Entre los beneficios del tratamiento primario se encuentran.
Reducir los sólidos en suspensión.
Reducir la DBO5
Reducir la cantidad de lodo activado que entre al tratamiento terciario.
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Separar el material flotante.
Decantación.
La decantación o clarificación se lleva a cabo por medio de la sedimentación en reposo
con recogida de material flotante y grasas así como la eliminación del lecho de lodos
sedimentados. La sedimentación se lleva a cabo en decantadores con una geometría
variada como son.
Circulares (los mas frecuentes)
Rectangulares.
Cuadrados.
Pueden ser de base plana o con pendiente. El agua residual se introduce en el decantador
normalmente por el centro a través de tuberías o de una cámara de difusión. El
decantador se diseña para lograr tiempos de retención de dos horas (rango de 20 min. a 3
horas). En este periodo de reposo, las partículas en suspensión se decantan al fondo
como lodo y mediante aspas se desplaza hacia una tolva central desde donde se extrae el
lodo. El agua clarificada rebosa por un vertedor perimetral en la superficie del
decantador, a una velocidad conocida como velocidad ascencional o velocidad de
sedimentación o carga hidráulica o carga superficial.
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Sedimentación
Es la separación de partículas disueltas en el agua residual por medio del peso de las
mismas, el comportamiento de un tanque de sedimentación que tiene un gasto continuo y
una suspensión discreta, las ecuaciones de diseño para un sedimentador son las mismas
que para un decantador o clarificador, pues en ambas se lleva a cabo el mismo proceso.
Existen tres tipos diferentes de tanques de sedimentación
Flujo Horizontal
Flujo Radial
Flujo vertical
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Flotación
La flotación es el proceso unitario de separación basado en la capacidad para flotar de las
partículas sólidas en una fase líquida.
La separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la
fase líquida, las cuales se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que
experimenta el conjunto partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del
líquido, de esta forma, es posible hacer ascender a la superficie partículas cuya densidad
es mayor que la del líquido, además de favorecer la ascensión de las partículas cuya
densidad es inferior.
Las burbujas se añaden, o se induce su formación, mediante uno de los siguientes
métodos:
Flotación por gravedad
Flotación al vacío
Electroflotación
Flotación por aire disuelto (FAD)
Flotación por aire
2.3.3.4 Filtración.
La filtración se emplea, de modo generalizado, para conseguir una mayor eliminación de
sólidos en suspensión (incluida la DBO5 particulada) de los efluentes de los procesos de
tratamiento biológicos y químicos, y también se emplea para la eliminación del fósforo
precipitado por vía química.
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Un filtro característico esta compuesto por:
Filtros Lentos de Arena
La filtración por gravedad es el proceso de pasar agua por un filtro sin ayuda, el mas
común es el filtro de arenas en donde en la superficie del filtro se desarrolla una torta de
material filtrado que tiene que ser removido posteriormente.
Filtros Rápidos de gravedad.
Los filtros rápidos por gravedad se utilizan para filtrar agua coagulada y floculada a fin
de eliminar contaminantes como el Nitrógeno, Fósforo y Azufre.
2.3.3 Tratamiento secundario
Los procesos empleados en el tratamiento de aguas residuales en las que intervienen las
reacciones químicas para la eliminación de contaminantes reciben el nombre de
tratamientos secundarios o químicos, entre estos tratamientos se encuentran:
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Eliminación de nutrientes P y N.
Eliminación de sólidos en suspensión.
o Coagulación.
o Floculación
Remoción de Metales Pesados u otros contaminantes selectivos.
A lo largo de los años, se han empleado muchas sustancias y de diversa naturaleza, como
agentes de precipitación, las cuales se presentan a continuación:
Producto químico Fórmula
Sulfato de alúmina Al2(SO4)3. l4H2O
Cloruro Férrico FeCl3
Sulfato Férrico Fe2(SO4)3
Sulfato Ferroso (caparrosa) FeSO4. 7 H2O
Cal Ca(OH)2
Mediante precipitación química, es posible conseguir efluentes clarificados básicamente
libres de materia en suspensión o en estado coloidal y se puede llegar a eliminar del 80 al
90 % de la materia total suspendida, entre el 40 y el 70 % de la DBO5, , en los que la
eliminación de la materia suspendida sólo alcanza valores del 50 al 70 por 100 y en la
eliminación de la materia orgánica sólo se consigue entre el 30 y el 40 por 100.
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Precipitación Química.
Por precipitación se entiende la desolubilización de una molécula o átomo ionizado que
estaba previamente disuelto, seguido de su caída hacia el fondo de un tanque como
solido. La ruta más usual para desolubilizar algunos contaminantes selectivos como los
metales es la formación de hidróxidos metálicos mediante la alcalinización de la
solución. La reacción consiste en llevar el efluente con metales disueltos al pH de
mínima solubilidad del metal en cuestión (producto de solubilidad).
2.3.4 Tratamiento Terciario
El tratamiento terciario o biológico tiene como objetivo fundamental la eliminación de
sólidos coloidales no sedimentables, y la estabilización de la materia orgánica, gracias a
la acción de una variedad de microorganismos (principalmente bacterias) que se utilizan
para convertir la materia orgánica en carbonosa coloidal y disuelta en diferentes gases y
tejidos celulares, que debido a su peso específico se pueden eliminar por decantación.
Tipos de tratamiento biológico
Los principales tipos de tratamiento biológico son:
a) Sistemas Aeróbicos
Lodos Activados
Lagunas Aereadas
Filtros Percoladores
Biodiscos
Biotorres
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b) Sistemas Anaeróbicos
Tanques Sépticos
Lagunas Facultativas
Lodos Activados
Este proceso se lleva acabo en reactores donde se efectúa una reacción biológica entre
materia orgánica y microorganismos de acuerdo a la reacción.
CHONPS + O2 + Nutrientes → CO2 + NH3 + C6 H5NO2 + Prod. Final (Sales Inorgánicas)
Lagunas de oxidación.
Son lagunas artificiales poco profundas, que normalmente reciben agua residual cruda y
que la tratan por estabilización natural en condiciones climáticas adecuadas.
Filtros Percoladores.
Son estructuras cilíndricas y rectangulares de hormigón con lecho de piedra con
dimensiones entre 1 y 1.25 m. de profundidad y 5 a 50 m de diámetro, en el filtro
percolador el agua residual es roseada sobre la piedra y se deja que se filtre a través del
lecho, este filtro consiste en un lecho formado por un medio sumamente permeable al que
los microorganismos se adhieren y a través del cual se filtra el agua residual. El tamaño de
las piedras de que consta el medio filtrante está entre 2.5 – 10cm de diámetro. El piso de
este sistema tiene un drenaje para recoger agua residual clarificada,
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En este sistema como el lecho retiene la biomasa, no es factible la recirculación de lodos,
ya que no se forman., en la recirculación de efluentes mejora la calidad final, y los
microorganismos mas significativos son bacterias, aunque puede haber algas, gusanos,
hongos, protozoarios.
Los filtros percoladores se clasifican, según su carga hidráulica y su carga orgánica en dos
tipos:
o Filtro de alta carga.
o Filtro de baja carga
Biodiscos
El sistema de biodiscos está compuesto por un disco de malla metálica en el cual se
deposita un película de microorganismos, sobre todo bacterias, que rotan sobre un eje que
permite que el disco gire, el sistema se encuentra sumergido en un 50% en donde la mitad
del tiempo se encuentran en el agua y el resto entran en contacto con el aire, estos sistemas
son capaces de producir rendimiento superiores al 90% en la remoción de los siguientes
parámetros.
Demanda química y biológica de oxígeno
Sólidos en suspensión
Nitrógeno orgánico y amoniacal
Biotorres
Las biotorres constan de un cilindro normalmente de pvc con ancho promedio entre 1 y 1.5
m. con alturas que van desde los 2 a los 5 metros, rellenas con empaques plásticos y en su
mayoría con recirculación.
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Son sistemas similares a los filtros percoladores con las condicionantes siguientes
Poco Gasto
Alta Carga Orgánica
Este proceso de tratamiento de agua se utiliza para depurar aguas residuales y lodos
procedentes de la industria, la agricultura y también se usa para eliminar olores, etc.
Reactores anaeróbicos
Esta técnica se basa en la utilización de microorganismos en ausencia de oxigeno para
estabilizar materia orgánica.
CHONPS + H2O CH4 + CO2 + Biomasa + NH3 + H2S + Calor
Los reactores anaeróbicos se pueden clasificar en:
Reactores
Anaeróbicos
Pueden tener agitación con mezclado mecánico, con recirculación de gas, con recirculación
de lodos.
También pueden operar con determinada temperatura.
Psicrofilos (0 a 20 0C)
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1ª. Generación td = c
2ª. Generación td c
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Mesofilos 36 0C
Termofilos (50 a 60 0C)
El gas que se forma (2m3/m3) de digestor( CH4 , CO2 )se denomina biogás
2.4 Normatividad de aguas residuales
La Normatividad de Aguas Residuales, es un conjunto de disposiciones legales, creadas
para la preservación y asegurar la calidad del agua residual.
La normatividad de Aguas Residuales se basa en las NOM y la Ley de Aguas Nacionales
NOM-001-SEMARNAT-1996 Límites máximos permisibles de contaminantes
en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. DOF
6/Ene/97 (aclaración d.o.f. 30-abril-1997).
NOM-002-SEMARNAT-1996 Límites máximos permisibles de contaminantes
en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o
municipal D.O.F 03/Jun/98
NOM-003-SEMARNAT-1997 Límites máximos permisibles de contaminantes
para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público. D.O.F
21/Sep/98
2.4.1 Políticas actuales sobre el control de aguas residuales
En el ámbito mundial, cada vez se otorga mayor atención al agua, sobre todo ante la
problemática que se presenta en diversos países del orbe, en donde la escasez del recurso
constituye un riesgo para su desarrollo económico y social.
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Ante esta situación se han realizado numerosas reuniones nacionales e internacionales cuyo
fin es conocer a fondo la problemática del agua, saber qué está sucediendo con el recurso,
qué va a suceder en caso de continuar con las mismas políticas actuales, cuál es el futuro
que se avizora y en qué forma se alcanzará. Destaca la Visión Mundial sobre el Agua
determinada en el 2º Foro Mundial del Agua que se efectuó en La Haya en marzo del 2000.
En esta visión se expresa un sentir compartido sobre el panorama del agua en el año 2025.
México ha recogido las principales orientaciones surgidas de los foros internacionales y
actualmente forman parte de sus políticas. Destacan aspectos tan importantes como la
protección de los ecosistemas mediante una gestión sostenible de los recursos hidrológicos;
y la valoración del agua para administrarla en forma que refleje su valor económico, social,
ambiental y cultural en todos sus usos, y avanzar en el sentido de que los precios que se
fijen para los servicios reflejen los costos de su suministro.
En este contexto, la administración del agua respaldada por la Ley de Aguas Nacionales
ubica a México en una posición congruente con otras legislaciones.
No obstante lo anterior, es interesante destacar la visión que tiene la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) acerca del factor agua en México, ya que
en ella resaltan aspectos que nuestro país debe superar en el futuro, sobre todo en lo relativo
a la falta de mecanismos para hacer cumplir la legislación y reglamentación existente.
Específicamente, la OCDE recomienda insistir en la búsqueda de medidas para reducir los
riesgos en la salud causados por aguas contaminadas, el establecimiento de medidas para
incrementar la eficiencia del uso del agua para riego y otros usos, fortalecer el
cumplimiento de la reglamentación en materia de agua, concluir la descentralización del
manejo del agua y habilitar a los Consejos de Cuenca para que se conviertan en poderosas
agencias para la gestión de los recursos hidráulicos.
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Visión del sector hidráulico en México al 2025
Considerando la problemática actual y la trascendencia del recurso en el bienestar y el
desarrollo del país, aspiramos a ser:
“Una nación que cuente con seguridad en el suministro del agua que requiere para su
desarrollo, que la utilice de manera eficiente, reconozca su valor estratégico y económico,
proteja los cuerpos de agua y preserve el medio ambiente para las futuras generaciones”.
La visión anterior considera el valor esencial que tiene el agua como recurso indispensable
para el bienestar social, su importancia como un elemento estratégico en el desarrollo de
las diferentes actividades productivas: agrícola, industrial, generación de energía eléctrica,
pesca, navegación y turismo, el derecho que tienen las futuras generaciones a contar con el
agua que requieran para su bienestar y desarrollo, así como el reconocimiento del medio
ambiente como un usuario del agua.
El manejo racional del recurso agua es un imperativo estratégico. El uso ineficiente del
recurso y la degradación de su calidad constituyen un freno al crecimiento económico y
contribuyen a incrementar las desigualdades sociales. Los más desprotegidos son quienes
sufren más por falta de agua, tanto en las ciudades como en el campo. También son los que
resienten más los efectos de los fenómenos meteorológicos extremos como las sequías y las
inundaciones.
Por eso, la visión del manejo del agua integra plenamente los recursos hidráulicos con la
conservación y restauración de otros recursos naturales de la nación. En amplias zonas del
país, la deforestación ha provocado fuerte erosión de los suelos, lo que ocasiona un menor
control natural del escurrimiento superficial y una menor recarga de los acuíferos. La
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gestión de las cuencas hidrológicas para la conservación de los recursos hidráulicos tanto
en cantidad como en calidad debe ser integrada.
Esta visión coincide con la visión del México al que se aspira en el año 2025, misma que se
establece en el PND como:
“México será una nación plenamente democrática con alta calidad de vida que habrá
logrado reducir los desequilibrios sociales extremos y que ofrecerá a sus ciudadanos
oportunidades de desarrollo humano integral y convivencia basadas en el respeto a la
legalidad y en el ejercicio real de los derechos humanos. Será una nación dinámica, con
liderazgo en el entorno mundial, con un crecimiento estable y competitivo y con un
desarrollo incluyente y en equilibrio con el medio ambiente. Será una nación
orgullosamente sustentada en sus raíces, pluriétnica y multicultural, con un profundo
sentido de unidad nacional”
Crecimiento económico sostenido, reducción de la brecha social, protección a los más
necesitados, conservación y restauración del patrimonio agua y bosques son sólo algunos
aspectos que hacen de los recursos hidráulicos parte central de la seguridad nacional.
2.4.2 Legislación
La legislación mexicana se fundamenta en la Ley de Aguas Nacionales , Ley General del
Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, Ley sobre Metrología y Normalización,
Reglamentos de la Ley en materia de agua, específicamente en la Normas Oficiales
Mexicanas: NOM-001-SEMARNAT-1996 que establece los límites máximos permisibles
de contaminantes en las descargas residuales en aguas y bienes nacionales, NOM-002-
SEMARNAT-1996 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las
descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, NOM-
003-SEMARNAT-1997 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes
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para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público, NOM-032-ECOL-
1993 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de
aguas residuales de origen urbano o municipal para su disposición mediante riego agrícola
y en la NOM-033-SEMARNAT-1993, que establece las condiciones bacteriológicas para el
uso de las aguas residuales de origen urbano o municipal en el riego de hortalizas
(SEMARNAT, 1997).
La Norma NOM-001-SEMARNAT-1996 describe los contaminantes básicos, por ejemplo:
grasas y aceites, materia flotante, sólidos sedimentables, sólidos suspendidos totales,
demanda bioquímica de oxígeno, nitrógeno total (suma de las concentraciones de nitrógeno
Kjeldahl, de nitritos y de nitratos, expresadas como mg/litro de nitrógeno), fósforo total,
temperatura y pH. Además, la Norma señala contaminantes patógenos y parasitarios donde
solo considera los coliformes fecales y los huevos de helminto, así como metales pesados:
arsénico (As), cadmio (Cd), cobre (Cu), cromo (Cr), mercurio (Hg), níquel (Ni), plomo
(Pb), zinc (Zn) y cianuros.
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2.5 Fuentes y efectos de la contaminación del aire
El aire es una mezcla esta constituida aproximadamente por 78% de nitrógeno y el 21% de
oxigeno y el 1% de Aragón y otros Gases
Contaminación de aire
Se entiende por contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias que alteran
la calidad de la misma, de modo que implique riesgo, daño o molestia grave para las
personas y los ecosistemas.
Los contaminantes representativos se pueden clasificar en primarios y secundarios.
a) Contaminante Primario.- es aquel que se vierte directamente a la atmósfera viene de
diversas fuentes dan lugar a la contaminación convencional, entre estos se encuentran:
Aerosoles (CFC); SOx; CO; NOx; HnMm; O3; CO2; PSS; COV.
b) Contaminantes Secundarios.- son aquellos que se producen como consecuencia de las
transformaciones y reacciones químicas y fotoquímicas que sufre los contaminantes
primarios en la atmósfera. Las principales alteraciones atmosféricas producidas por
contaminantes secundarios son:
Lluvia ácida NOx, SOx;
Smog fotoquímico O3;
Disminución de la capa de ozono CFC
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2.5.1 Fuentes estacionarias
Es toda instalación establecida en un solo lugar que tenga como finalidad desarrollar
operaciones o procesos industriales, mercantiles o de servicio que generen o puedan
generar emisiones contaminantes. Sus principales emisiones derivan de la combustión
como son SOx; NOx; COx e HnCm.
2.5.2 Fuentes móviles
Provienen de los vehículos automotores así como equipo o maquinaria no fijos como
motores de combustión que puedan o generen emisiones contaminantes a la atmósfera. Los
principales contaminantes son CO, SO2, NO2 producto de la combustión
2.5.3 Efectos
Son consecuencias del incremento de los contaminantes en la atmósfera y que tiene efectos
sobre los ecosistemas, el clima o las personas. Los principales efectos globales son:
a) Inversión Térmica.- es el cambio de las capas fría y caliente de la atmósfera.
b) Efecto Invernadero.- cuando la radiación solar choca contra la superficie
terrestre, refleja de manera natural la radiación infrarroja la cual se escapa de
nuevo a la atmósfera, sin embargo debido a al incremento de gases (CO2; H2O;
[CH4), esta radiación no se puede regresar ocasionando efecto invernadero,
cuyos efectos son el cambio global y el calentamiento global.
c) Lluvia Ácida.- el incremento de gases ácidos (NOx; COx; y SOx) han dado como
resultado que al mezclarse con la humedad presente se combinen y formen
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pequeñas partículas de ácidos diluidos que caen con la lluvia, acidificando
cuerpos de agua, dañando ecosistemas y deteriorando construcciones.
d) Destrucción de la Capa de Ozono.- el ozono en la atmósfera es benéfico para
los ecosistemas toda vez que retiene que impide el paso de la radiación U.V.
provinente del sol. El incremento de la CFC a impedido la regeneración natural
del ozono, generando una disminución en su concentración.
2.6 Monitoreo de contaminantes
El monitoreo atmosférico es el conjunto de acciones técnicas basadas en metodologías
diseñadas para muestrear y analizarlas concentraciones de sustancias o contaminantes
presentes en la emisión de una fuente ya sea fija o móvil, los principales contaminantes a
monitorear son: CO, SO2, NO2, O3, NO, H2S, PM10, PST, Pb, Cu, Fe, Cd, Ni, Temperatura,
% humedad
2.6.1 Muestreo
El muestreo de gases contaminantes se hace dependiendo del gas a analizar generalmente
con equipos automáticos. Antes de este análisis es necesario captar el gas, que se puede
hacer de dos formas
Captadores manuales.- estos aspiran la muestra a lo largo del día y que
posteriormente se analiza.
Captadores automáticos.- aspiran aire a intervalos de tiempo cortos que se
analizan y cuyos datos se promedian.
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Un método para determinar la cantidad de gas que se genera es la prueba de la opacidad,
esto es el ennegrecimiento de un papel filtro cuando una muestra de gas pasa a través de el,
aquí se captan partículas respirables (diámetro entre 2.5 y 10mm).
2.6.2 Monitoreo de contaminantes gaseosos
El monitoreo de gases contaminantes se pueden hacer por métodos estandarizados como
son:
PM10 absorción de radiación beta
H2S fluorescencia U.V.
Cromatografía de Gases.
Para el caso de unos gases están normados por la federación, donde se indica el método de
prueba
CO NOM-034-SEMARNAT-1996,
PST NOM-035-SEMARNAT-1996
O3 NOM-036-SEMARNAT.1996
NO2 NOM-037-SEMARNAT-1996
SO2 NOM-038-SEMARNAT-1996
Para el caso de las zonas urbanas se utiliza además el índice IMECA.
2.6.3 Partículas
Las partículas suspendidas en la atmósfera cuyo diámetro va de 0.3 micras como el polvo,
cenizas, hollín, partículas metálicas cemento o polen cuya fracción respirable se conoce
como PM10 Su me todo de análisis esta determinado por la NOM.
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2.7 Métodos y equipos para el control de la contaminación del aire
Depende del tipo de compuesto que se quiera separar, que se puede clasificar en tres
categorías:
1.- Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)
2.- Compuestos Inorgánicos (C.I.)
3.- Partículas Sólidas (PST)
Es importante aclarar que dependiendo del contaminante a separar se puede emplear una o
varias de ellas.
2.7.1 Colectores de Partículas
Los colectores son equipos que realizan separaciones físicas sólido-gas, donde el sólido es
removido de una corriente de aire
Este primer equipo se realiza en dos tipos diferentes de colectores.
De Pared
Colectores
Por División
a) Colectores de pared.- son equipos que arrastran las partículas hacia una pared donde son
recogidos, entre estos se encuentra:
Sedimentadores por gravedad
Separadores Centrífugos
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Precipitadores Electrostáticos.
b) Colectores por división.- cuyo objetivo es el dividir el flujo en flujos más pequeños entre
los que se encuentran.
Filtros superficiales
Filtros de profundidad
Lavadores de partículas
2.7.1.1 Sedimentadores por gravedad.
Esta sedimentación ocurre en cámaras donde se reduce la velocidad de la corriente de gas
de tal forma que las partículas caen por gravedad.
2.7.1.2 Separadores Centrífugos.
Estos reciben también el nombre de ciclones utilizan la fuerza centrífuga para efectuar la
separación de partículas de una corriente gaseosa.
De acuerdo a su disposición geométrica se distinguen los siguientes tipos de separadores
ciclónicos:
Entrada tangencial y descarga axial
Entrada tangencial y descarga periférica
Entrada y descarga axiales
Entrada axial y descarga periférica
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2.7.2 Precipitación electrostática
Se utilizan para separar partículas muy pequeñas liquidas y sólidas de una corriente de gas,
funcionan mediante la generación de un arco eléctrico entre un electrodo de alto voltaje y
una placa, las partículas son ionizadas y atraídas electrostaticamente a la placa donde se
adhieren y caen.
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2.7.3 Filtros
Esta consiste en la retención de partículas provenientes de una corriente gaseosa colocando
un medio que las separa.
El medio filtrante es la barrera que retiene los sólidos y deja pasar el gas, puede ser un
tamiz, una tela, un tejido de fibras, fieltro, membranas poliméricas o un lecho de sólidos. El
gas que atraviesa el medio filtrante se denomina filtrado
Para poder diseñar un filtro colector de gases de emisión hay que considerar las
características del flujo
Filtros de Cartucho, empresa ALUCAL
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Los principales medios filtrantes son:
Medio Filtrante Temp.
max oC
Abrasión Ácidos Álcalis Solventes
Algodón 70 X X X X
Lana 90 X X
Polipropileno 90 X X X X
Acrílico 130 X X X
Poliéster 175 X X X X
Fibra de vidrio 250 X X
2.7.4 Lavadores de partículas
Es una torre de limpieza húmeda utilizado para control de la contaminación del aire que
remueve material particulado y gases ácidos de las corrientes de gases residuales de fuentes
fijas. Este apartado se centra en la eliminación de partículas sólidas. La separación se
realiza por medio de una corriente liquida pulverizada (gotas), que es inyectada dentro de
una cámara por donde circulan el gas contaminado. Las partículas se ven arrastradas por la
corriente líquida hacia la parte inferior del equipo, que será posteriormente recogido y
tratado. El contacto de las partículas con el medio líquido puede efectuarse de diversos
modos, el equipo más común es el equipo tipo Vénturi. La eficacia depende del grado de
contacto e interacción que tengan las partículas con el líquido; es por ello que es muy
importante la atomización del líquido y un adecuado tiempo de contacto. Los lavadores
logran buenas eficiencias de captura para partículas de tamaño de 0.1 a 20 µm
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2.7.5 Remoción de Compuestos Orgánicos volátiles.
Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son hidrocarburos que se encuentran en estado
gaseoso a la temperatura ambiente o que son muy volátiles a dicha temperatura. Por lo
general presentar una cadena con un número de carbonos inferior a doce y contienen otros
elementos como oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno.
Los más comunes son tolueno, n-butano, i-pentano, etano, benceno, n-pentano, propano y
etileno. Tienen un origen tanto natural (COV biogénicos) como antropogénico (también
llamados xenobióticos, debido a la evaporación de disolventes orgánicos, a la quema de
combustibles, al transporte, etc.).
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Existen dos mecanismos de control diferentes para esto compuestos, esto es a través de la
destrucción o de la recuperación de los mismos
a) Mecanismos de Destrucción de COV.
Oxidación Térmica (Incineración)
Oxidación Química
Biofiltración
b) Mecanismos de Recuperación de COV.
Condensación
Absorción
Adsorción
2.7.5.1 Oxidación Térmica (Incineración)
Esta tecnología consigue con una destrucción entre el 95% y el 99% de los COVs
introducidos. La concentración de la corriente a tratar puede variar entre 100 y 20.000 ppm,
y las temperaturas de trabajo van de 700 a 1.000°C. El tiempo de residencia nominal varía
de 0.5 a 1.0 s. Los compuestos que están presentes en bajas concentraciones, o que son
difíciles de oxidar, requieren mayor consumo de combustible y mayor tiempo de residencia
en el reactor para asegurar su reducción hasta los niveles exigidos. Por otro lado, se evita la
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utilización de la combustión térmica cuando la concentración de orgánicos supera en un 25
por ciento el límite inferior de inflamabilidad.
2.7.5.2 Oxidación Química
Los sistemas de oxidación química oxidan directamente los COVs de forma similar a la
incineración; la principal diferencia es que aquéllos operan a temperaturas más bajas, entre
350 y 500°C., este sistema también se conoce como oxidación catalítica
Esto es posible debido a la utilización de catalizadores que reducen las necesidades
térmicas. Los diseños de reactores más comunes son los de lecho fijo y tipo monolito. En
donde la entrada de la cámara de combustión existe un intercambiador de calor que actúa
como recuperador de la energía de los gases de salida. Estos sistemas se diseñan para
concentraciones de COVs, que varían entre 100 y 2.000 ppm, y son apropiados para operar
de forma cíclica. También se utilizan en controles de venteo, donde los flujos y el
contenido de COVs son variables. Su utilización es menor que la de los sistemas de
oxidación térmica, principalmente debido al elevado coste de reponer el catalizador.
2.7.5.3 Biofiltración
Este proceso se desarrolló inicialmente para eliminar olores de los gases de deshecho, pero
actualmente se ha extendido su aplicación a la eliminación de COVs en procesos
industriales. Se basa en la capacidad de los microorganismos para convertir, bajo
condiciones aeróbicas, los contaminantes orgánicos en dióxido de carbono, agua y biomasa.
La corriente gaseosa ha de ser tratada previamente: humidificada, enfriada y limpiada de
material particulado. Esta tecnología es conveniente para volúmenes de más de 300 m3/min
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y concentraciones menores de 5.000 ppm. La principal ventaja es que no transfiere la
contaminación a otro medio, y se caracteriza, además, por el bajo consumo de energía.
La biofiltración depende de la biodegradabilidad de los contaminantes. Algunos
compuestos pueden tener estructuras que resisten a las reacciones microbianas: la oxidación
podría no ser completa, llegándose incluso a formar subproductos más tóxicos que los
compuestos originales. Por ejemplo, durante la transformación aeróbica de tricloroetileno
se puede formar como subproducto cloruro de vinilo que es altamente tóxico.
2.8 Normatividad de la contaminación del aire
En materia de normatividad de aire, en nuestro país se cuenta con varios instrumentos
jurídicos que permiten prevenir y controlar la contaminación atmosférica. Entre ellos están
la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, el Reglamento en
materia de Prevención y Control de la Contaminación Atmosférica y las normas para el
control de los niveles de emisiones de contaminantes a la atmósfera proveniente de fuentes
determinadas.
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA)
La LGEEPA es de aplicación nacional y establece las obligaciones de las autoridades del
orden federal y propone los instrumentos de política, mecanismos y procedimientos
necesarios para controlar, reducir o evitar la contaminación de la atmósfera, incluyendo la
competencia de la Federación para expedir normas que establezcan la calidad ambiental de
las distintas áreas, zonas o regiones del país; integrar y actualizar el inventario de fuentes
emisoras de jurisdicción federal de contaminantes a la atmósfera, formular y aplicar
programas para reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera.
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Reglamento de la LGEEPA en materia de Prevención y Control de la Contaminación
Atmosférica
El Reglamento rige en todo el territorio nacional y las zonas donde la nación ejerce su
soberanía y jurisdicción y tiene por objeto reglamentar la Ley General del Equilibrio
Ecológico y la Protección al Ambiente, en lo que se refiere a la prevención y control de la
contaminación atmosférica.
El Reglamento define los procedimientos técnico-administrativos a que están sujetas las
fuentes emisoras de contaminantes de jurisdicción federal, como son las licencias de
funcionamiento y la cédula de operación anual. Cabe mencionar que derivado de los
recientes cambios a la LGEEPA, se inició la aplicación de nuevos mecanismos de
regulación directa de las actividades industriales, de tal forma que se creó una Licencia
Ambiental Única (LAU) y una Cédula de Operación Anual (COA)
Normas Oficiales Mexicanas
La SEMARNAT ha establecido una serie de normas que regulan los límites máximos
permisibles de contaminantes que las empresas como fuente fija pueden emitir.
Los contaminantes Normados son:
Monóxido de carbono
Ozono
Dióxido de Nitrógeno
Dióxido de Azufre
Cemento
PST
Hidrocarburos
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Partículas Menores a 10 micras
Plomo
2.8.1 Legislación Nacional
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al ambiente en materia de
Contaminación del Aire
En lo referente a la protección de la atmósfera el artículo 110, titulo cuarto, capitulo uno, establece
los criterios para su protección:
a) la calidad del aire debe de ser satisfactoria en cualquier asentamiento humano y región
del país.
b) La emisión de contaminantes a la atmósfera, sean artificiales o naturales, provenientes
de fuentes fijas y móviles deberán ser reducidas y controladas, para lograr una calidad
del aire satisfactoria para el bien de la población y equilibrio ecológico.
En el articulo 111, capitulo dos se establecen los lineamientos para reducir y controlar las emisiones
de contaminantes a la atmósfera.
a) Formular normas oficiales mexicanas que estipulen la calidad ambiental de las
distintas zonas o regiones del territorio nacional, en función de los valores de
concentración máxima permisible para la salud pública de contaminantes en el
ambiente.
b) Integrar y mantener actualizado el inventario de las fuentes emisoras de contaminantes
a la atmósfera de jurisdicción federal.
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c) Las normas oficiales mexicanas establezcan que por contaminante y fuente de
contaminación, niveles máximos permisibles de emisión de olores, gases así como de
partículas sólidas y líquidas a la atmósfera provenientes de fuentes fijas y móviles.
d) Crear programas para la reducción de emisión de contaminantes a la atmósfera, con
base en la calidad del aire que se determine para cada área, zona o región del territorio
nacional.
e) Ayudar a los gobiernos locales en la formulación y aplicación de programas de
gestión de calidad del aire, que tengan por objeto el cumplimiento de la normatividad
aplicable.
f) Exigir a los responsables de la operación de fuentes fijas el cumplimiento de los
límites máximos permisibles de emisión de contaminantes.
g) Crear normas oficiales mexicanas para el establecimiento y operación de los sistemas
de monitoreo de la calidad del aire.
h) Definir niveles máximos permisibles de emisión de contaminantes a la atmósfera por
fuentes, áreas, zonas o regiones, de tal manera que no se rebasen las capacidades de
asimilación de las cuencas atmosféricas.
En el articulo 111bis de este capitulo, se establece que aquellas fuentes de contaminación
atmosféricas fijas, que emitan olores, gases, partículas sólidas suspendidas o liquidas
requieren de una autorización por parte de la secretaría. Para la cual se establecen que las
fuentes fijas de contaminación atmosférica son: as industrias química, del petróleo y
petroquímica, de pinturas y tintas, automotriz, de celulosa y papel, metalúrgica, del vidrio,
de generación de energía eléctrica, del asbesto, cementera y calera y de tratamiento de
residuos peligrosos.
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El artículo 112 establece que los gobiernos de los Estados, del Distrito Federal y de los
Municipios: Controlarán la contaminación del aire en los bienes y zonas de jurisdicción
local, así como en fuentes fijas de contaminación, Aplicarán los criterios generales para la
protección a la atmósfera en los planes de desarrollo urbano, Requerirán a los responsables
de la operación de fuentes fijas de jurisdicción local, el cumplimiento de los límites
máximos permisibles de emisión de contaminantes, Integrarán y mantendrán actualizado el
inventario de fuentes de contaminación, Establecerán y operarán sistemas de verificación
de emisiones de automotores en circulación, Impondrán sanciones y medidas por
infracciones a las leyes que al efecto expidan las legislaturas locales, o a los bandos y
reglamentos de policía y buen gobierno que expidan los ayuntamientos, de acuerdo con esta
Ley.
En mención al artículo 113, este estipula que no deberán emitirse contaminantes a la
atmósfera que ocasionen o puedan ocasionar desequilibrios ecológicos o daños al ambiente.
Las autoridades promoverán, en las zonas que se hubieran determinado como adecuadas
para la actividad industrial, cercanas a áreas habitacionales, la instalación de industrias que
utilicen tecnologías y combustibles que generen menor contaminación (artículo 114).
116 el cual trata sobre el otorgamiento de estímulos fiscales, se debe de considerar:
Adquieran, instalen u operen equipo para el control de emisiones contaminantes a la
atmósfera; fabriquen, instalen o proporcionen mantenimiento a equipo de filtrado,
combustión, control, y en general, de tratamiento de emisiones que contaminen la
atmósfera; Realicen investigaciones de tecnología cuya aplicación disminuya la generación
de emisiones contaminantes; y Ubiquen o relocalicen sus instalaciones para evitar
emisiones contaminantes en zonas urbanas
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2.8.2 Estándares Internacionales
Norma Europea sobre Emisiones
Se encarga de tarea
Normas Norteamericanas
Se encarga de tarea
Normas Canadienses
Se encarga de tarea
Normas para América Latina
Se encarga de tarea
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2.9 Generación de Residuos Sólidos
Los Residuos Sólidos comúnmente denominada Basura, en nuestro país por ley se
pueden definir como:
Residuo: cualquier material generado en los procesos de extracción, beneficio,
transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento, cuya calidad no
permite usarlo nuevamente en el proceso que lo generó.
La LGEEPA clasifica los Residuos en dos grandes tipos
Residuo Peligroso : “Todos aquellos residuos en cualquier estado físico, que por sus
características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o Biológico-
infecciosas, representan un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente”.
Residuo No Peligroso aquel que no tenga las características CRETIB
La Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos, establece además
la clasificación de:
Residuo Especial
Residuos de las rocas o los productos de su descomposición que sólo
puedan utilizarse para la fabricación de materiales de construcción o se
destinen para este fin, así como los productos derivados de la
descomposición de las rocas, excluidos de la competencia federal
conforme a las fracciones IV y V del artículo 5 de la Ley Minera;
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Residuos de servicios de salud, generados por los establecimientos que
realicen actividades médico-asistenciales a las poblaciones humanas o
animales, centros de investigación, con excepción de los biológico-
infecciosos;
Residuos generados por las actividades pesqueras, agrícolas, silvícolas,
forestales, avícolas, ganaderas, incluyendo los residuos de los insumos
utilizados en esas actividades;
Residuos de los servicios de transporte, así como los generados a
consecuencia de las actividades que se realizan en puertos, aeropuertos,
terminales ferroviarias y portuarias y en las aduanas;
Lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales;
Residuos de tiendas departamentales o centros comerciales generados en
grandes volúmenes;
Residuos de la construcción, mantenimiento y demolición en general;
Residuos tecnológicos provenientes de las industrias de la informática,
fabricantes de productos electrónicos o de vehículos automotores y otros
que al transcurrir su vida útil, por sus características, requieren de un
manejo específico-
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2.9.1 La basura
Los Residuos Sólidos Municipales (RSM), conocidos comúnmente como basura, están
compuestos por residuos orgánicos (papel, cartón, madera y en general materiales
biodegradables) e inorgánicos como, vidrio, plástico, metales y material inerte.
Los RSM provienen de las actividades que se desarrollan en el ámbito doméstico, sitios
y servicios públicos, establecimientos comerciales y de servicios, así como de residuos
industriales que no se deriven de sus procesos.
El efecto ambiental más evidente del manejo inadecuado de los RSM lo constituye el
deterioro estético de las ciudades, así como del paisaje natural, tanto urbano como rural,
con la consecuente devaluación, tanto de los predios donde se localizan los tiraderos
como de las áreas vecinas por el abandono y la acumulación de basura, siendo uno de los
efectos fácilmente observados por la población, sin embargo, de los efectos ambientales
más serios, es la contaminación del suelo y cuerpos de agua, ocasionada por el
vertimiento directo de los RSM, así como por la infiltración en el suelo del lixiviado
(producto de la descomposición de la fracción orgánica contenida en los residuos y
mezclada muchas veces con otros residuos de origen químico).
Clasificación
Los residuos Sólidos No peligrosos, Residuos Sólidos Municipales o Basura se clasifican
en:
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a) Residuos Orgánicos.
Son en general restos alimenticios, papel y cartón, ropa, telas, residuos de Jardinería,
Madera, etc.
b) Residuos Inorgánicos.
Estos son por ejemplo Metales, Vidrio, Tierra, Ceniza, Plástico, etc.-
Cuantificación
La cuantificación de los residuos sólidos no peligros depende de la fuente donde se
genera, así por ejemplo se tienen los índices de generación siguientes de residuos:
País Índice de Generación
Estados Unidos 2.8 Kg/hab-dia
México 1.0 kg/hab-día
Estudios elaborados por la Jefatura de Ecología del H. Ayuntamiento de Boca del Río,
indican que el índice de generación de residuos para esa Ciudad es de 1 kg/hab-dia
Factores que modifican la cantidad de los desechos sólidos
a) El clima. Normalmente en zonas húmedas el porcentaje de incremento de los
residuos sólidos es hasta de un 50 %
b) La frecuencia de recolección. Las recolecciones más frecuentes tienden a aumentar
la cantidad anual. Puesto que la cantidad de materiales orgánicos es relativamente
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constante, quizá con más recolecciones los residentes tienden a desechar más papel y
escombros.
c) Las costumbres sociales. Ciertas sociedades consumen pocos alimentos de
preparación rápida, por lo cual se producen menos residuos de papel y más de alimentos
crudos
d) Ingreso per cápita. Las áreas de bajos ingresos producen menos residuos totales,
aunque con un contenido alimenticio mayor.
f) El grado de urbanización e industrialización del área. En virtud de la conversión
en abono, el reciclaje y la recuperación que son posibles en Áreas rurales y en áreas de
viviendas unifamiliares, los residuos sólidos de este tipo de fuentes pueden ser inferiores en
cuanto a cantidad y tener distintos componentes que los de áreas metropolitanas
industrializadas con viviendas multifamiliares.
Características de los Residuos Sólidos
Densidad.
La densidad de los residuos sólidos municipales varía con la composición de los mismos
y su grado de compactación. Los valores representativos van desde una densidad no
compactada de 150 kg/m3 hasta 800 kg/m3 para desechos pulverizados y enterrados
Composición. Además de las variaciones en cuanto a cantidad, puede haber también
grandes diferencias de composición.
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Contenido de energía. Los residuos sólidos municipales contienen alrededor 50% de
material volátil (combustible); el resto consiste en proporciones más o menos iguales de
humedad y sólidos inertes. A causa del contenido volátil, los residuos suelen quemarse al
deshacerse de ellos y en ocasiones se utilizan como fuentes de energía. Los cuales tienen un
contenido de energía de 9,300 a 14.100 kJ/kg.
2.9.2 Residuos Industriales
La industria ocupa un sistema de procesos unitarios para la transformación de la materia
prima en bienes de consumo, así mismo genera una cantidad considerable de residuos
debido a sus métodos de producción que se consideran como peligrosos de conformidad
con la Normatividad Nacional.
Las principales fuentes de residuos peligrosos para las industrias son:
Procesos de Separación.
Procesos de Transformación.
Purificación de Especies químicas.
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2.9.3 Residuos Peligrosos al medio ambiente
Los residuos peligrosos, también llamados desechos peligrosos, por lo general no son
tratados, ni dispuestos adecuadamente, ya que en la mayoría de los casos las legislaciones
nacionales ambientales son inexistentes, solamente algunos países han reglamentado la
gestión de los mismos.
El volumen de generación es incierto pero algunos datos importantes son:
PaísGeneración per
capita (kg/persona)
Alemania 80
Canadá 130
Dinamarca 12
Estados Unidos 1150
Francia 38
Mexico 88
Fuente SEDESOL 1993
Riesgos por el manejo inadecuado de los Residuos Peligrosos
a) Explosión,
Una explosión puede ocasionar ondas expansivas y la generación de proyectiles que pueden
causar la muerte o lesiones a los individuos que se encuentren en el radio de afectación,
ocasionar daños a los edificios, al colapsar muros y romper ventanas. Las explosiones de
nubes de gases o vapores combustibles, liberadas por la ruptura de contenedores o de
ductos, pueden tener consecuencias desastrosas.
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b) Incendio
Los incendios pueden provocar quemaduras de diverso grado de severidad, como resultado
de la exposición a radiaciones térmicas, cuya magnitud depende de la intensidad del calor y
del tiempo que dure la exposición. La muerte de los individuos expuestos a un incendio
puede producirse, además, como consecuencia de la disminución del oxígeno de la
atmósfera al consumirse durante el proceso de combustión, aunado a lo cual pueden ocurrir
intoxicaciones por exposición a gases tóxicos generados en el proceso de combustión de los
materiales.
c) Fugas de líquido o Gas
El escape de una mezcla turbulenta de líquido y gas que se expande rápidamente en el aire
como una nube, puede dar lugar a una bola de fuego al inflamarse, ocasionando muertes y
quemaduras graves a varios cientos de metros del depósito dañado.
d) Riesgo por exposición
Los riesgos de un accidente mayor en el que se liberen concentraciones elevadas de
sustancias tóxicas, guardan relación con una exposición aguda durante e inmediatamente
después del accidente, más que con una exposición de larga duración. La magnitud de los
efectos de la exposición a nubes tóxicas, depende de las concentraciones que alcancen las
sustancias contenidas en ellas y de la duración de la exposición.
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Características de un Residuo Peligroso.
Los criterios para definir las características de peligrosidad se fijan también en la norma,
según lo siguiente:
Corrosivo cuando una muestra representativa presenta cualquiera de las siguientes
propiedades:
Es un líquido acuoso y presenta un pH menor o igual a 2,0 o mayor o igual a 12,5.
Es un sólido que cuando se mezcla con agua destilada presenta un pH menor o igual
a 2,0 o mayor o igual a 12,5 .
Es un líquido no acuoso capaz de corroer el acero al carbón, tipo SAE 1020, a una
velocidad de 6,35 milímetros o más por año a una temperatura de 328 K (55°C).
Reactivo cuando una muestra representativa presenta cualquiera de las siguientes
propiedades:
Es un líquido o sólido que después de ponerse en contacto con el aire se inflama en
un tiempo menor a cinco minutos sin que exista una fuente externa de ignición.
Cuando se pone en contacto con agua reacciona espontáneamente y genera gases
inflamables en una cantidad mayor de 1 litro por kilogramo del residuo por hora
Es un residuo que en contacto con el aire y sin una fuente de energía suplementaria
genera calor.
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Posee en su constitución cianuros o sulfuros liberables, que cuando se expone a
condiciones ácidas genera gases en cantidades mayores a 250 mg de ácido
cianhídrico por kg de residuo o 500 mg de ácido sulfhídrico por kg de residuo.
Explosivo cuando es capaz de producir una reacción o descomposición detonante o
explosiva solo o en presencia de una fuente de energía o si es calentado bajo confinamiento.
Esta característica no debe determinarse mediante análisis de laboratorio, por lo que la
identificación de esta característica debe estar basada en el conocimiento del origen o
composición del residuo.
Tóxico Ambiental cuando:
El extracto PECT, obtenido mediante el procedimiento establecido en la NOM-
053-SEMARNAT-1993, contiene cualquiera de los constituyentes tóxicos
listados en la Tabla 2 de la NOM-052-SEMARNAT-2005 de esta Norma en una
concentración mayor a los límites ahí señalados.
Inflamable cuando una muestra representativa presenta cualquiera de las siguientes
propiedades:
Es un líquido o una mezcla de líquidos que contienen sólidos en solución o
suspensión que tiene un punto de inflamación inferior a 60,5°C, medido en copa
cerrada, de conformidad con el procedimiento que se establece en la Norma
Mexicana correspondiente, quedando excluidas las soluciones acuosas que
contengan un porcentaje de alcohol, en volumen, menor a 24%.
No es líquido y es capaz de provocar fuego por fricción, absorción de humedad
o cambios químicos espontáneos a 25°C.
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Es un gas que, a 20°C y una presión de 101,3 kPa, arde cuando se encuentra en
una mezcla del 13% o menos por volumen de aire, o tiene un rango de
inflamabilidad con aire de cuando menos 12% sin importar el límite inferior de
inflamabilidad.
Es un gas oxidante que puede causar o contribuir más que el aire, a la
combustión de otro material.
Es Biológico-Infeccioso de conformidad con lo que se establece en la NOM-087-
SEMARNAT-SSA1-2002.
Para identificar si un residuo es peligroso o no, de no encontrarse en la NOM-052-
SEMARNAT 2005 se deberá de realizarse la prueba de extracción contenida en la NOM-
053-SEMARNAT-1993
2.10 Manejo y Disposición de Residuos Sólidos
Básicamente el sistema de manejo de los residuos se compone de cuatro subsistemas:
Generación: Cualquier persona u organización cuya acción cause la transformación de un
material en un residuo, se vuelve un generador ya sea cuando su proceso lo genera o
cuando lo derrama o cuando no utiliza más un material.
Transporte: Es aquel que lleva el residuo a un centro de tratamiento o sitio de disposición
final. El transportista puede transformarse en generador si el vehículo que transporta
derrama su carga.
Tratamiento y disposición: El tratamiento es la aplicación de tecnología para su reducción
de volumen y la disposición es el depósito de los residuos en un confinamiento especial.
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Control y supervisión: Este subsistema es la administración de todas las fases de manejo.
Como se ha mencionado, las fases que comprende la administración de los residuos sólidos
son: manejo, tratamiento y disposición final.
El manejo de los residuos sólidos comprende las siguientes actividades: barrido,
almacenamiento, recolección y transporte.
2.10.1 Barrido
Consiste en la acción de barrer en un área determinada, con el objeto de mantenerla limpia
y en condiciones libres de basura. El Barrido puede hacerse de manera manual o automática
a) Barrido Manual
Se hace generalmente manualmente; sin embargo, también puede realizarse a través de
barredoras y aspiradoras mecánicas
b) Barrido Mecánico.
Por su parte, las barredoras mecánicas son muy útiles para grandes áreas, siempre y cuando
no haya problema de baches y estacionamiento de vehículos.
Sistemas de Barrido
Para que se lleve a cabo el barrido adecuado de áreas específicas se requiere:
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a) Frecuencia
La frecuencia del barrido puede hacerse de manera normal, de dos o tres veces por semana
o bien de manera permanente, que se realiza dos o tres veces al día en lugares de gran
movimiento o cuando se efectúan eventos públicos. Se expresa mediante el número de días
entre el total de la semana el 1/7
b) Almacenamiento de la basura
Para facilitar la limpieza es conveniente que los responsables de la unidad de limpia
coloquen cestos o depósitos en los lugares públicos, para que la ciudadanía colabore y de
esta manera disminuya la cantidad de residuos sólidos por barrer. El carácter de estos
depósitos deberá estar de acuerdo con la cantidad de residuos sólidos que vayan a recibir y
la capacidad económica para adquirirlos.
c) Horario de Barrido
El horario de barrido se determina tomando en cuenta el tráfico de vehículos y peatones,
por ello se recomienda llevarlo a cabo en las primeras horas de la mañana. En caso de que
se disponga de un buen sistema de alumbrado público, el barrido podrá realizarse en la
noche, pero sin olvidar que en el horario nocturno los gastos se duplican y se incrementa el
costo del servicio.
2.10.2. Recolección
Se define como el conjunto de actividades que se realizan para retirar los residuos desde el
lugar donde son depositados por su generador, hasta su descarga en la estación de
transferencia, los sitios de disposición final o en su entrega a alguna planta procesadora
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para su aprovechamiento, tanto la recolección como transporte son funciones propias de la
administración municipal, aunque pueden ser concesionadas
Frecuencia
La frecuencia consiste en la periodicidad con la que se realiza la recolección de residuos en
los principales puntos, la recolección puede efectuarse diariamente o en días alternados; en
caso de nuestro país, la frecuencia más recomendable para la recolección de residuos
sólidos domiciliarios es de tres veces por semana; esta última alternativa es la más
conveniente, ya que representa un ahorro considerable en los costos de operación.
La recolección de residuos en mercados y centros comerciales se recomienda hacerla
diariamente, debido al carácter orgánico de su composición evitando así los focos de
contaminación que pudiera ocasionar el almacenamiento de dichos residuos.
En el caso de los residuos hospitalarios, la frecuencia de la recolección se determinará en
función de las cantidades producidas.
En todo caso, la recolección deberá hacerse con rutas diseñadas que optimicen los tiempos
de recorrido de cada vehículo asignado cada una de las áreas de la localidad y procurando
un máximo de eficiencia.
Horario.
La determinación de un horario para el servicio de recolección y transporte de acuerdo a las
características de la población, tipo de infraestructura y la densidad del tráfico vehicular. El
horario más recomendable es el que se inicia en las primeras horas de la mañana.
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Métodos de Recolección
La recolección de residuos se puede realizan por varios métodos, los más sencillos son: de
parada fija, de acera, intradomiciliaria y por contenedores.
De parada fija: es el método más común y consiste en recoger los residuos en las esquinas
de las calles, para ello, la cuadrilla de recolección anuncia la llegada del camión por medio
de una campana y los usuarios acuden a entregar sus residuos.
De acera: Bajo este método el camión circula a una velocidad muy baja por ambos lados de
la calle, donde los usuarios depositan sus botes de basura sobre la acera, los operarios los
recogen, vacían los residuos al camión y regresan los botes al mismo sitio. Este método
requiere de la participación de la ciudadanía y tiene el inconveniente que los animales
callejeros voltean los botes, ocasionando que los residuos queden esparcidos en la vía
pública.
La recolección intradomiciliaria: Es semejante al método anterior, pero con la diferencia
de que el operario penetra a los predios a recoger los residuos; este método puede ser una
fuente generadora de ingresos al municipio, siempre que se tenga identificada a la
población que la utiliza y establecer una cuota o tarifa, en vez de la propina que
tradicionalmente se da al operario.
Por contenedores: consiste en la recolección directa en los establecimientos donde existen
depósitos, como son mercados, fábricas, hoteles y hospitales. La ubicación de los
contenedores o depósitos debe considerarse en sitios de fácil acceso, para que el camión
pueda hacer las maniobras necesarias sin problemas.
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Equipos de Recolección y Transporte Primario
Con respecto a los equipos de recolección y transporte primario, se sugiere que, siempre
que sea factible (por las características físicas y poblacionales de la localidad), se empleen
vehículos con carrocerías de gran capacidad, provistos de compactadoras para abatir los
costos de recolección.
Equipos recolectores:
Vehículos Compactadores de Carga Lateral
Vehículos Compactadores de Carga Trasera
Vehículos sin Mecanismo de Compactación, de Carga Lateral o Trasera
Vehículos Tipo Volteo
Vehículos Carga Contenedores Compactadores con Mecanismos de Carga
Trasera, Frontal y Lateral.
2.10.4 Transporte de Residuos Sólidos.
Los residuos se transportan al sitio de disposición final, ya sea en forma directa o mediante
transferencia de los mismos.
a) Macroruteo
Las zonas o colonias, en donde se lleva a cabo la recolección de los residuos sólidos.
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b) Microruteo
Son las calles o avenidas por las cuales pasa el sistema de recolección de los residuos
sólidos
c) Estación de Transferencia
La distancia de recorrido del transporte influye directamente en el costo de operación del
servicio, por ello se recomienda que la distancia máxima para que los camiones de
recolección descarguen directamente en las plantas de tratamiento o sitios de disposición
final, podrá ser de 15 kilómetros aproximadamente, sin embargo, la distancia se rebasa
fácilmente debido a la falta de estaciones de transferencia.
Las estaciones de transferencia son las instalaciones intermedias que reciben los residuos de
los camiones recolectores, la comprimen y almacenan dentro de cajas especiales, desde
donde son trasladadas hasta el sitio de disposición final, permitiendo a los camiones
recolectores regresar para continuar con el servicio. El establecimiento de la estación de
transferencia puede ser muy útil en los municipios grandes y cuando son varios los
municipios que envían sus residuos a un mismo centro de disposición final; para ello, se
recomienda concentrarlos en un punto intermedio y realizar el transporte mediante
vehículos adecuados a la cantidad total de residuos.
Debido a su complejidad, la operación de las estaciones de transferencia mencionadas
resulta bastante costosa; una alternativa es ubicar los sitios de disposición final a una
distancia aproximada de 15 kilómetros fuera del centro de población.
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2.11 Tratamiento de los Residuos Sólidos
El tratamiento de los residuos sólidos se define como las transformaciones que sufren éstos
como resultado de la aplicación de algún método específico, con el objeto de aprovechar y,
en su caso, eliminar algunos materiales contenidos en ellos.
Es importante señalar que antes de someter los residuos sólidos a algún método de
tratamiento es conveniente considerar su composición y calidad, para proceder a la
separación de los materiales que puedan tener valor económico, como son: cartón, vidrio,
papel, trapo, lata, fierro, madera, huesos y materia orgánica, entre otros.
Entre los métodos más comunes de tratamiento de basura se pueden señalar los siguientes:
Incineración
Composta
Pirólisis
Reciclaje
Cada uno de estos métodos requiere de un relleno sanitario especial para los materiales que
se rechacen durante el proceso.
2.11.1. Incineración
Es una técnica de tratamiento que consiste en eliminar la mayor parte del volumen de los
residuos mediante su combustión y a través del cual se transforma a los residuos en gases,
cenizas y escoria, con el fin de reducir su volumen.
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Las plantas de incineración bien planeadas representan una buena solución para eliminar la
basura de una comunidad, ya que las bacterias e insectos se destruyen en forma rápida, así
como las materias combustibles contenidas en ellos.
Las fases que cubre una planta incineradora son: quemado y extracción de cenizas y
escorias, así como depuración de los gases de combustión.
Son ventajas de la incineración: la reducción del volumen de los residuos y el poco espacio
que requieren para su disposición final. Entre las desventajas destacan la contaminación del
aire, altos costos de operación, necesita personal especializado y a veces se destruyen
productos que pueden comercializarse. En nuestro país sólo se recomienda este método
para los residuos hospitalarios y los provenientes de los rastros.
2.11.2. Composta
La composta es un producto que se obtiene mediante la fermentación de las materias
orgánicas contenidas en los residuos sólidos; se produce en presencia de aire por la acción
de gran cantidad de bacterias.
La composta tiene, por un lado, el carácter de abono, ya que es un producto que contiene
diversos elementos fertilizantes como nitrógeno, fósforo y potasio que, aunque sus
porcentajes son bajos, existen en una proporción equilibrada; por otro lado, representa un
buen elemento regenerador y mejorador de suelos.
2.11.3 Pirólisis
Se denomina así a la descomposición de los elementos orgánicos contenidos en los residuos
sólidos, realizada a altas temperaturas y en ausencia de oxígeno. Durante el proceso de
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descomposición la materia orgánica se convierte en gases, líquidos y demás residuos que
representan la mitad del volumen inicial.
La ventaja de la pirólisis es que posibilita el control de los gases emitidos.
Entre las desventajas destacan: los altos costos de operación, si los residuos están húmedos,
se requiere una gran cantidad de calor para secarlos antes de someterlos a la pirólisis;
además, requiere personal calificado.
Cabe mencionar que la pirólisis es una de los métodos más prometedores para el
tratamiento de residuos sólidos, debido a la recuperación de los subproductos que es posible
obtener de ellos.
Una mejor aplicación de este método puede hacerse consultando previamente a los técnicos
especializados que tengan a su cargo el control de los residuos sólidos.
2.11.4 Reciclaje
Se define como todo proceso industrial cuyo objeto sea la recuperación o transformación de
los recursos contenidos en los residuos como bienes de consumo.
El aprovechamiento que se haga de estos recursos puede referirse tanto al potencial
energético de los residuos o a la recuperación de alguno o varios de sus componentes.
La recuperación de subproductos se hace generalmente durante la recolección, separando el
material reutilizable como cartón, vidrio, fierro, papel, trapo, o bien directamente en los
tiraderos de cielo abierto a través de la pepena.
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Los procesos de aprovechamiento pueden hacerlos directamente el ayuntamiento y vender
los productos a las empresas interesadas. Cabe mencionar que ésta puede ser una fuente
adicional que genere ciertos ingresos para el municipio, fortaleciendo así su hacienda
pública.
Es importante mencionar que toda iniciativa encaminada al reciclado o recuperación de
ciertos productos permitirá el ahorro y un cambio de mentalidad de la ciudadanía, para que
evite el despilfarro de muchos productos que encierran en sí un valor considerable.
2.12. Relleno Sanitario
Un relleno sanitario es una obra de ingeniería destinada a la disposición final de los
residuos sólidos domésticos, los cuales se disponen bajo condiciones controladas con el
objeto de minimizan los efectos adversos al ambiente y evitar el riesgo para la salud.
a) Características de los Rellenos Sanitarios.
Los rellenos sanitarios en común están compuestos por:
Aislamiento
Drenaje de Lixiviados.
Lagunas de Lixiviados.
Pozos de extracción de Biogás.
Recubrimiento o material de cobertura.
itar que el relleno sanitario se auto incendie, o explote, se colocan tubos de pvc hidráulico,
ranurados por donde sale el biogas ya sea a la atmósfera o es recuperado para producir
energía.
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b) Tipos de rellenos
Método de trinchera o zanja
Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de
dos o tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor de oruga.
Es de anotar que existen experiencias de excavación de trincheras hasta de 7 m de
profundidad para relleno sanitario. La tierra que se extrae, se coloca a un lado de la zanja
para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan
dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con la tierra.
La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta a la
profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivel freático alto o
muy próximo a la superficie del suelo no son apropiados por el riesgo de contaminar el
acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de excavación.
Método de área
En áreas relativamente planas, donde no sea factible excavar fosas o trincheras para enterrar
las basuras, éstas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel
algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios
o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, las primeras se
construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una
mayor estabilidad a medida que se eleva el relleno.
El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural del terreno, es decir, la
basura se vacía en la base del talud, se extiende y apisona contra él, y se recubre
diariamente con una capa de tierra de 0.10 a 0.20 m de espesor; se continúa la operación
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avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 30 grados en el talud
y de 1 a 2 grados en la superficie.
Combinación de ambos métodos
Es necesario mencionar que, dado que estos dos métodos de construcción de un Relleno
Sanitario tienen técnicas similares de operación, pueden combinarse lográndose un mejor
aprovechamiento del terreno del material de cobertura y rendimientos en la operación.
La disposición dentro del relleno se lleva a cabo dentro de celdas cuyas dimensiones varían
dependiendo de las condiciones del terreno, cantidad, tipo y estado físico de los residuos.
2.13 Confinamientos especiales
La disposición final de residuos peligrosos se define como la ubicación de los residuos en áreas o
zonas previamente seleccionadas y adecuadas para este fin.
Para la adecuada disposición de los Residuos Peligrosos se han empleado los siguientes métodos.
Confinamientos controlados.
Inyección en pozos profundos.
Colocación en minas o domos de salinos.
Antes de pensar en la disposición final se deben de revisar los métodos de tratamiento, reuso o
regeneración para minimizar la cantidad de los residuos.
El diseño de un relleno de seguridad debe seguir ciertos criterios básicos que aseguren la
disposición segura de los residuos, la protección del ambiente y la utilización eficiente de la
mano de obra, equipos y capacidad del relleno. Se propone un sistema simplificado para el
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diseño de rellenos de seguridad. Se considera que este diseño exige lo mínimo indispensable para
la protección del ambiente, y es viable en los países de la Región. Por esta razón se excluyen los
revestimientos sintéticos y se proponen criterios menos estrictos para las capas de aislamiento.
Por otro lado, el diseño de un relleno de seguridad, aún cuando se considere simplificado, debe
incluir requerimientos de aislamiento que no se observarían en rellenos diseñados para la
recepción de residuos domésticos o residuos industriales inertes, todo en cumplimiento a la NOM
057 SEMARNAT 1996.
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