UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOESCUELA DE POST GRADO

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL MENCIÓN RECURSOS HIDRICOS Y MEDIO AMBIENTE

INGENIERÍA DEL MEDIO AMBIENTEParte III

CAP. III TECNOLOGÍA Y CONTROL

Mgt. Ing. Pedro Camero Hermozapecamher@yahoo.comhttp://desarrollososteniblepedro.blogspot.com

Cusco, abril de 2011.

3.1.-Tratamiento de aguas• La cantidad y calidad de agua requerida para satisfacer la demanda

de la sociedad para irrigación, consumo humano, industria,comercio, transporte y recreación debe ser determinada a través deun proceso de selección de fuentes alternativos de agua, mediospara mejorar la calidad, el transporte y distribución, con especialénfasis en el abasto público

• Para determinar la cantidad de suministro de agua normalmente setiene en cuenta la cantidad de viviendas domésticas, lucha contraincendios, industria, comercio. Según los estudios realizados por elBanco Mundial (1976) el consumo de agua por persona paraLatinoamérica y el Caribe es de un mínimo de 70 y un máximo de190 lpd

• Para la calidad del agua existen dos grupos de estándares, uno parael agua bruta y otra para el agua potable. Para determinar la calidadse han fijado parámetros: organoléptico, fisicoquímicos, , relativo asustancias indeseables, relativo a sustancias tóxicas,microbiológicos, concentración mínima para agua ablanda

3.1.2.- Procesos de tratamiento de aguasHay cuatro clases de tratamiento de aguas, según sunaturaleza: A, B, C, D . La clase A no requiere tratamientoy está relacionado a núcleos rurales o pequeños pobladosque toman su suministro de agua de posos o manantes yse considera aceptable

Selección de proceso de tratamiento• El conjunto de procesos de tratamiento a seleccionar

depende del análisis de la calidad del agua bruta, losanálisis deben realizarse por un mínimo de un año y sies posible por un período más largo. Para fuentes deagua superficial, debe muestrearse en períodos decaudales máximos, mínimos y medios

• El informe sobre los análisis de calidad del agua debeser evaluado conjuntamente con otros informes deingeniería sobre el lugar acerca de la adecuación,disponibilidad y continuidad del suministro, proximidada los consumidores y terreno disponible y suadecuación para estructuras

3.1.3.- Pretratamiento del aguaEl agua bruta se puede bombear directamente a la etapa de floculación/coagulación y

sedimentación, sin embargo, generalmente se hace un pre-tratamiento: Desbaste: ecualización y neutralización, se usan rejas de 25 mm de diámetro y 100

mm de espaciado, si no hay almacenamiento, se usan tamices de 6 mm dediámetro.

Almacenamiento: ecualización y neutralización, si la fuente es un río es mejordisponer de un sistema de almacenamiento que garantice un flujo equilibrado, serecomienda un periodo de almacenamiento de 7 a 10 días

Aireación, es el suministro de aire atmosférico al agua para mejorar su calidad y seusa para:

Liberar el exceso H2S (sabor y olor desagradable) Liberar el exceso de CO2 , que es material corrosivo para el hormigón Aumentar el contenido de oxígeno del agua cuando hay presencia de algas

fotosintéticas (olor a pescado) Aumenta el contenido de oxígeno cuando propiedades negativas de olor, sabor y

producir manchas debido a la presencia de iones de hierro y manganeso. El oxígenoayuda en la precipitación del Fe y Mn

Pretratamiento Químico, es más caro que el postratamiento químico por quedemanda más agentes químicos, se usa cloro para aguas de baja turbidez y con altorecuento de coliformes y el carbón activado como adsorbente con fines de:eliminación de algas fotosintéticas, mejora del color y olor y la eliminación decompuestos orgánicos selectivos

3.1.4.-Sedimentación, coagulación y floculaciónEl tratamiento estándar de aguas brutas consiste en aplicar un conjunto de procesos

unitarios que reducen el color, la turbidez y las impurezas particuladas a nivelesaceptables, de esta forma se logra también reducir los noveles de Fe , Mn, algas,patógenos , etc. Se tiene los siguientes procesos unitarios:

1. Sedimentación, es la separación sólido – liquido, en tratamiento de aguas seusan dos tipos:

Tipo I: para sedimentar partículas discretas no floculadas en una suspensión diluidaTipo II : para sedimentar partículas floculadas en una suspensión diluida. Se

combinan I y II2. Coagulación y floculación, el contenido de materiales coloidales, tanto orgánicos

(microorganismos) como inorgánicos (arcillas) obliga el uso de coagulantesquímicos para formar microfóculos, en un tiempo de 20 a 60 segundos paraluego formar los flóculos por un periodo de 20 a 60 minutos. Los coagulantesmás comunes son: sulfato de aluminio, sulfato ferroso y cloruro férrico:

Al2(SO4)3 .14H2O + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2

Alúmina Flóculo3. Sedimentación de partículas floculadas, permite que los flóculos sean

sedimentados y extraídos como lodos.

3.1.5.- Filtración

• Es el proceso de pasar el agua a través de un cuerpo porosocon el propósito de mejorar la calidad del efluente. Lossistemas de filtración incluyen: gravedad o presión,velocidad de filtración rápida, lenta o variable y filtraciónde torta o en profundidad.

• Filtración lenta en arena: es una estructura rectangular dehormigón que contiene: capa sobrenadante de agua bruta,lecho de arena fina, apoyado sobre una capa fina de grava,sistema de drenaje inferior y estructura de entrada y salida.Su velocidad de filtración es de 0.1 a 0.2 m/h

• Filtros rápidos de gravedad, se alcanzan velocidades de 5 a20 m/h, se usa para filtrar agua coagulada y se produceagua potable de gran calidad, se usa como medio arena,antracita y granate o una combinación de éstos,dependiendo si es simple, dual o múltiple

3.1.6.- Desinfección• Se realiza con el propósito de destruir a los agentes patógenos.• En los procesos de coagulación y filtración deberían separarse más del 90% de las

bacterias y virus, al igual que el tratamiento de ablandamiento debido al alto pHutilizado, sin embargo para cumplir con los estándares dados por las directivas dela Unión Europea, EPA de los EE.UU o la Organización Mundial de la Salud y paraproporcionar protección contra rebrotes, a menudo se realiza una desinfecciónadicional. Las características de un buen desinfectante son: Ser tóxico para losmicroorganismos a concentraciones muy por debajo de los umbrales tóxicos paralos humanos y animales superiores, proporcionar una alta tasa de mortandad, sersuficientemente persistente para evitar rebrotes de organismos en los sistemas dedistribución

• Factores como turbidez, organismos resistentes (giardia), gran cantidad de materiaorgánica, depósitos de Fe y Mn y compuestos oxidables, dan lugar a una deficientedesinfección

• Los virus son más resistentes que las bacterias y por tanto requieren un periodoadicional de exposición, los coloides productores de turbidez y los depósitos de Fey Mn pueden enmascarar a los organismos y consumir el desinfectante.

• Los desinfectantes más usados son: Dióxido de cloro, cloraminas, ozono, radiaciónUV, cloración

3.1.7.- Fuoración• El flúor es un elemento traza natural, encontrado en

cantidades pequeñas y variables en las aguas,• Las aguas subterráneas tienen tendencia a tener mayor

concentración de flúor que las aguas superficiales, en lasque prácticamente es despreciable.

• La presencia del flúor en las aguas mejora la salud dentalde los niños en crecimiento, por que en las concentracionesóptimas en agua potable, reduce la caries dental entre un20 y 40 % entre los niños que ingieren el agua desde sunacimiento

• Se ha añadido flúor al agua en diversas formas: fluoruro desodio, silicofluoruro de sodio y ácido hidrofluorosilísico

• El procedimiento en países que tienen abastecimiento deagua con flúor es añadirlo en dosis de 1 mg/l y esto se hacehoy en día mayoritariamente como ácido hidrofluorosilísico

3.1.8.- Procesos avanzados de tratamiento de aguas

• Los objetivos de los procesos avanzados son: Tomar un agua tratada por procedimiento estándar y mejorarla hasta una

calidad excepcionalmente alta como se suele exigir por una industriaconcreta: bebidas, farmacéuticas

Tratar un agua que contiene contaminantes concretos químico obiológicos hasta un estándar aceptable como la separación del Fe y Mn,las algas verdiazules, separación de productos orgánicos concretos

• Hay una amplia gama de técnicas físicas, químicas y microbiológicas quese pueden emplear:

Separación de Fe y Mn Intercambio iónico y absorción inorgánica Adsorción de productos orgánicos Procesos de membrana incluyendo ósmosis inversa Oxidación incluyendo oxidación química• La mayoría de las aguas subterráneas son duras por su alto contenido de

iones Ca y Mg y se expresa como carbonato de calcio, para ablandar estasaguas duras existen cuatro procesos: de cal simple, de cal en exceso, de cal–sosa simple y de cal –sosa en exceso

3.2.-Tratamiento de aguas residuales

• Después de la segunda guerra mundial, los problemas de contaminación de aguasse intensificaron debido al aumento de la densidad urbana y la industrialización

• La preocupación por la contaminación del agua llegó a su máximo en la década delos 70 del siglo pasado, sobre todo en los países industrializados. En las regionesmenos desarrollados, los desperdicios de las poblaciones en pleno crecimientoconstituyen una amenaza para la salud pública y ponen en peligro el usoininterrumpido de reservas de agua en mucho casos insuficientes

• Contaminación de agua es un término poco preciso, por que no dice nada acercadel tipo de material contaminante ni de su fuente, de ahí que el modo de atacar elproblema de los residuos depende de si los contaminantes demandan oxígeno,favorecen al crecimiento de algas, son infecciosos, tóxicos o simplemente deaspecto desagradable.

• El objetivo de un tratamiento de agua residual es el de proteger la calidad de lasaguas receptoras y se logra con plantas depuradoras diseñadas para:

1. Reducir la DBO2. Reducir los STS3. Reducir N y P4. Reducir coliformes totales

3.2.1.- Aguas residuales

• También llamadas aguas negras, son una mezcla compleja que contiene agua enun 99%, mezclada con contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto ensuspensión como disueltos. La concentración de estos contaminantes esnormalmente pequeña y se expresa en mg/l. Esto es una relación peso/volumen,pero como la densidad relativa de estas soluciones diluidas es similar a l del agua,las concentraciones también se pueden considerar relaciones de peso/peso, comomg/kg o ppm

• Los principales componentes del agua residual son:1. Microorganismos: Es ambiente ideal para bacterias, virus y protozoarios2. Sólidos: Los sólidos totales son orgánicos e inorgánicos y son los residuos que

quedan una vez que la parte líquida se ha evaporados y el remanente se hasecado a peso constante a 103°C

3. Componentes inorgánicos: está constituido por sulfatos, cloruros, N, P,carbonatos, bicarbonatos, sustancias tóxicas (As, Cianuro, metales pesados comoCd, Cr, Cu, Hg, Pb y Zn)

4. Materia orgánica: Las proteínas y carbohidratos constituyen el 90% de la materiaorgánica. Las fuentes de estos contaminantes biodegradables son losexcrementos y orina humanos, los residuos de alimentos, polvo y suciedadproveniente de los baños, del lavado de ropa, más varios jabones, detergentes yotros productos de limpieza

3.2.2.- Medición de las DBO• La cantidad de materia orgánica presente en el agua negra se mide

directamente como COT (carbono orgánico total) que se determinamidiendo la cantidad de CO2 producido al oxidar el C orgánico con unoxidante fuerte

• La medición del COT no nos dice si las sustancias orgánicas sonbiodegradables o no, para medir la cantidad de sustancia orgánicabiodegradable se utiliza un método indirecto en el cual se mide lacantidad de oxígeno que consume una población microbiana encrecimiento para convertir (oxidar) la materia orgánica en CO2 y H2O en unsistema cerrado.

• El oxígeno que se consume o DBO es proporcional a la materia orgánicatransformada y por tanto la DBO es una medida relativa de la materiaorgánica biológicamente degradable presente en el sistema.

• Por el hecho de que la oxidación biológica continúa indefinidamente , laprueba de la DBO se ha limitado en forma arbitraria a 20 días, cuando seha consumido quizá el 95% del oxígeno necesario. Este período incluso esdemasiado largo, por lo que la medición de la DBO se hace por norma en 5días y a 20°C

• Otro método de uso frecuente para determinar las necesidades deoxígeno de las aguas residuales es la demanda química de oxígeno (DQO)que determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidarquímicamente las sustancias orgánicas presentes.

3.2.4.- Recolección de aguas residuales• Las atarjeas encontradas en la isla griega de Creta de hace 3000 a.c son un testimonio de que

algunas civilizaciones tenían sistemas de alcantarillado para evacuar sus aguas pluviales yservidas

• El uso de las alcantarillas se generalizó en los tiempos de los romanos

• A mediados del siglo XIX es cuando se inicia la descarga de residuos de origen humano enalcantarillas, combinadas con sistemas de recolección de aguas pluviales y posteriormente enmuchas ciudades se han construido sistemas independientes.

• Alcantarillas Sanitarias: Transportan las aguas negras domésticas los residuos líquidoscomerciales e industriales y las aportaciones indeseables de filtraciones y aguas pluviales.Para el diseño de estas alcantarillas, para un flujo máximo se usa la fórmula de Harmon:

• Colectores de agua de lluvia: Los colectores de agua de lluvia reciben el agua pluvial decaminos, techos, prados y otras superficies. Se dispone de diverso métodos para estimar losregímenes de desague. Todos ellos parten de una tormenta de frecuencia específica (de 2 a100 años) y de información de una tormenta real o representativa, o de curvas quecorrelacionan la intensidad de precipitación pluvial con la duración de las tormentas, lasfrecuencias de tormentas típicas que se utilizan para fines de diseño son de 2 a 5 años parazonas residenciales, de 10 a 25 para distritos comerciales y de alto valor y de 50 a 100 parasistemas de drenaje de gran magnitud.

• Alcantarillas combinadas: Desempeñan la función de colectores sanitarios y pluviales y soncomunes en las zonas más antiguas de las ciudades. Por el hecho de que estas alcantarillasestán conectadas a los drenajes de los sótanos, cualquier sobrecarga podría causar retornode aguas negras hacia el interior, en consecuencia estos sistemas deben ser capaces deaceptar grandes tormentas , que en promedio se repiten cada 25 a 50 años.

3.2.5.- Tratamiento de aguas residuales• El objetivo del tratamiento de aguas residuales es eliminar o modificar los

contaminantes perjudiciales para la salud humana o para el entorno acuático,terrestre o aéreo. La descarga en terrenos, la evaporación en estanques y lainyección en pozos profundos son opciones ocasionales, pero por lo común lasúnicas salidas prácticas para deshacerse de las aguas residuales tratadas o sintratar son los arroyos, ríos, lagos y océanos. Para proteger estos recursos hídricosse debe controlar la descarga de los contaminantes.

• Para un buen diseño del sistema de tratamiento es muy importante lacaracterización de las aguas servidas y éstos se pueden dividir en físicas, químicasy microbiológicas.

3.2.6 .- Procesos de tratamiento• Los contaminantes en suspensión, coloides y disueltos (orgánicos e inorgánicos) se

pueden separar físicamente, transformarse por medios biológicos o someterse amodificaciones químicas

• Los contaminantes en general se eliminan en orden de dificultad creciente,primero se retienen trapos, palos y diversos objetos grandes en tamices gruesoscon espacios de 100 a 150 mm, luego se separa la arenilla en tanques o cámarasdesarenadoras, y el material más fino que aun esta en suspensión es separado porgravedad en los tanques de sedimentación primaria y los lodos crudos se bombeana un digestor para su descomposición biológica y el efluente

• El efluente del tanque primario pasa al tratamiento secundario para el tratamientobiológico correspondiente

3.2.6.1.- Procesos FísicosLa sedimentación por gravedad es el proceso físico más común para separar los sólidos ensuspensión de las aguas residuales. Se emplean para:

• Separar la arenilla (partículas de 0.2 mm de diámetro a más)

• Clarificar las aguas de alcantarillado que están sin tratar y concentrar sólidos sedimentados,llamados lodos crudos o primarios

• Clarificar suspensiones biológicas y concentrar los flóculos sedimentados, llamados lodosbiológicos, activados o secundarios

• Espesar por gravedad los lodos primarios o secundarios

El uso de la ecuación de Stokes para el diseño de clarificadores es ideal, en la practica lasedimentación no es ideal, por que dentro del clarificador existen muchos factores comoremolinos, cortocircuitos, puntos muertos en el tanque, movimiento de los recolectores de lodosy las partículas que se busca separar en las aguas residuales no son discretas y por tanto nosedimentan a velocidad constante.

La retención de las aguas negras sin tratar de 5 a 15 minutos en tanques o canales desarenadoressepara alrededor del 99% del material que se clasifica como arenilla.

Con la sedimentación de aguas negras sin tratar se elimina del 40 al 60% de los sólidos ensuspensión y el 30% de la DBO5 si se retiene al menos una hora, para un flujo máximo y unrégimen de derrame de 100 m3/m2día , los criterios conservadores trabajan con 40 m3/m2día

Los clarificadores pueden ser circulares, rectangulares o cuadrados. Los circulares tienendiámetros entre 10 a 50 m.

Otras operaciones unitarias que se aplican al tratamiento de aguas residuales so n el tamizado, lafiltración y las flotación o centrifugación

3.2.6.2.- Procesos Biológicos• Los materiales orgánicos de las aguas residuales sirven de sustrato de energía

(alimento) para el crecimiento de los microorganismos• El tratamiento biológico de las aguas residuales se basa en el cultivo de bacterias y

protozoarios, que transforman el sustrato orgánico en CO2 , H2O y células nuevas.• Los microorganismos pueden ser aerobios, anaerobios o facultativos (crecen con o

sin oxígeno). Son anóxicos los que toman el oxígeno combinado ejm del NO3

• La población microbiana puede mantenerse en el líquido como crecimiento ensuspensión y se designa como sólido en suspensión en licor mixto (SSLM) o sólidosvolátiles en suspensión en licor mixto (SVSLM) o puede estar adherida a algúnmedio en un proceso de película fija.

Procesos aerobios/anóxicos:• En los procesos aerobios las bacterias heterótrofas oxidan alrededor de un tercio

de la materia orgánica coloidal y disuelta a productos finales estables ytransforman los dos tercios restantes en nuevas células microbianas susceptiblesde eliminarse en las aguas residuales por sedimentación

• La conversión biológica global se verifica como una secuencia de oxidación delmaterial carbonoso como primera etapa:Materia orgánica + O2 → CO2 + H2O + nuevas células

• En condiciones aeróbicas ininterrumpidas las bacterias autótrofas conviertenentonces el nitrógeno de los compuestos orgánicos en nitratos:N orgánico → NH3 (descomposición) y NH3 + O2 →NO2

- → NO3- (nitrificación)

en presencia de bacterias y nutrientes• No se producen más cambios a menos que el proceso se convierta en anóxico:

NO3- → NO2

- → N2 (desnitrificación) presencia de bacterias desnitrificantes

• En condiciones anóxicas ininterrumpidas, los sulfatos presentes se reducen asulfuro de hidrógeno:SO4

-2 → H2S presencia bacterias reductoras de sulfatos• Todas estas reacciones se manifiestan de manera natural en diversos procesos

biológicos de tratamiento de aguas servidas.

Procesos Anaerobios:

• En procesos biológicos anaerobios dos grupos de bacterias heterótrofas (obtienenC de sustancias orgánicas) convierten más del 90% de la materia orgánica presenteprimero en intermediarios (productos finales parcialmente estabilizados queincluyen ácidos orgánicos, y alcoholes) y después en metano y dióxido de carbonoen un proceso de licuefacción/gasificación de dos etapas:

Mat. orgánica + bacterias formadoras de ácidos → Intermediarios + CO2 + H2S + H2OÁcidos orgánicos + bacterias formadoras de metano → CH4 + CO2

• Este proceso se aplica de manera universal en los digestores anaerobios calientes,en donde los lodos primarios y biológicos se mantienen durante unos 30 días a35°C para reducir su volumen hasta un 30% y su capacidad de putrefacción , con loque se simplifica su eliminación por lo general en terrenos agrícolas

• Tiene dos ventajas con relación al proceso aerobio: suministra energía en forma demetano y la producción de lodos es de sólo el 10% comparado con el aerobio parala misma cantidad de materia orgánica. Lo que es una gran ventaja para eltratamiento de residuos muy concentrados en donde el manejo de enormesvolúmenes de lodo sería un problema

3.2.6.3.- Procesos químicos• Muchos procesos químicos, que incluyen oxidación, reducción, precipitación y

neutralización son de uso común para el tratamiento de aguas residualesindustriales y en el caso de las aguas negras o municipales la precipitación y ladesinfección son los únicos procesos de amplio uso

• El tratamiento químico sólo o combinado con otros procesos , suele ser necesariopara residuos que no son susceptibles de tratamiento por medios biológicos, sonejemplos la oxidación con SO2 del cianuro tóxico a cianato estable o del cromohexavalente a la forma trivalente no toxica. Los procesos químicos son útilesademás en el tratamiento de residuos municipales en donde la concentración defósforo se reduce y se mejora la separación de sólidos por precipitación de estoscontaminantes con sales metálicas

• La desinfección del efluente de las plantas de tratamiento de aguas residuales esgeneralmente por cloración y se practica cuando hay riesgos para la salud. Lapráctica de la cloración es obligatoria en los EE.UU más no en los países europeos

• El cloro es el producto químico más económico y de uso más frecuente para ladesinfección de aguas residuales, aunque produce algunos efectos colaterales,como la combinación de la materia orgánica para producir trihalometanos y otrassustancias cloradas, siendo algunas carcinógenos ( causan cáncer), por lo que haytemor del peligro potencial para abasto de agua. Otro temor es el peligro querepresenta el Cl para la vida acuática, concentraciones de 0.023 mg/l pueden sertóxicas para ciertas especies de peces.

• La desinfección por radiación UV ofrece la ventaja de que no produce residuosquímicos, pero no es eficaz para efluentes turbios y es relativamente costosa.

• La desinfección con ozono, aplicada antes de la cloración reduce la probabilidaddeformación de trihalometanos

3.2.7.- Plantas de tratamientoMétodos de tratamiento con base en terrenos:

1. Sistemas de aplicación a terrenos: es de aplicación desde hace más de 250 años (Escocia) conel propósito de reducir las descargas de residuos en aguas superficiales y aprovechar elcontenido nutritivo en los cultivos y se alienta el uso de efluentes para irrigación y recarga deaguas subterráneas y se tiene los siguientes: de infiltración lenta, de infiltración rápida y flujopor tierra

2. Sistemas de embalse: se pueden retener en embalses que van de:

a. Pantanos, naturales o artificiales como ciénagas o marismas que con su vegetación ofrecen unmicroentorno ideal para la sedimentación, filtración, adsorción y descomposición bacteriana

b. Estanques o lagunas de oxidación, también llamado laguna de estabilización, es una pileta detierra de 1 a 2 m de profundidad que se usa para el tratamiento biológico de efluentesmunicipales o industriales, las condiciones del estanque varían de aeróbicas a facultativas,hasta anaeróbicas, dependiendo del suministro de aire complementario, de la profundidad y elgrado de mezclado natural o inducido. Mantener condiciones totalmente aeróbicas en unestanque de oxidación fotosintético no mezclado sólo es posible si se tratan residuos orgánicossolubles poco concentrados, así para fines prácticos casi todo los estanques son facultativos.En este tipo de embalses los sólidos sedimentables sufren descomposición aerobia en el fondodel estanque, en tanto que los residuos orgánicos solubles son transformados en CO2 y aguapor bacteria aerobias en los niveles superiores

c. Lagunas aireadas, son un perfeccionamiento de los estanques de oxidación. En vez del uso deloxígeno de las algas o de su incorporación natural de la atmósfera se introduce aire en laslagunas por medios mecánicos o distribuidores de aire. Este suministro permite que serequieran menos área que en los estanques de oxidación.

Plantas de tratamiento de aguas residuales• Para satisfacer las exigencias para los efluentes o agua en un espacio más

pequeño, el tratamiento de las guas negras se lleva acabo en una plantadotada de mecanización y control, siendo los componentes fundamentalesde una planta convencional el pre tratamiento (físico y/o biológico),tratamiento primario (físico), tratamiento secundario (biológico) ytratamiento avanzado (físico y/o químico y/o biológico). No hay mayorvariación en las dos primeras, es en el tratamiento biológico y en elavanzado donde existen variaciones en cuanto al diseño. En el tratamientobiológico, se tienen los siguientes procesos:

A. Sistemas de crecimiento en suspensión:1. Lodos activados convencionales2. Aireación prolongada3. Estabilización por contacto4. Lodos activados con oxígeno5. Reactores secuenciales discontinuosB. Procesos de película fija:1. Filtro percolador2. Contactor biológico rotatorio3. Procesos duales

3.2.8.- Procesamiento de lodos• El procesamiento de los lodos y eliminación de los lodos de los residuos son las

áreas que más se descuidan en el tratamiento de aguas residuales, estaactividades tienen que ver con al menos el 1% del volumen total de losdesperdicios y consumen al menos el 50% de los costos de capital y de operación

• Los lodos crudos de los tanques primarios y secundarios se deben concentrar yestabilizar antes de deshacerse de ellos en terrenos

• La digestión aerobia o anaerobia es el método usual empelado y puede sersuficiente y no requerir secado u oxidación adicional

• Cuando el objetivo es producir un producto vendible para uso doméstico oagrícola, los lodos que ahora se describen como biosólidos, se pueden estabilizarpor conversión en abono, por lo general junto con desperdicios sólidosmunicipales o agrícolas.

• Si los lodos se van a incinerar, se desecan pero no se transforman en abono porque la estabilización reduce el contenido volátil y por tanto el valor calorífico delos lodos. En general la selección del tren de procesamiento depende del métodode eliminación o uso final

• Las cantidades de lodos a procesar depende del tipo de proceso de tratamientoque se emplea. El volumen de lodos que se produce por sedimentación se puededeterminar si se conoce el porcentaje de separación de sólidos en suspensión y laconcentración del material sedimentado

• Las cantidades que se producen por procesos biológicos aerobios dependen de lacarga del DBO. Para sistemas de película fija como los filtros percoladores elexcedente de producción de lodos biológicos por lo común es de 0.3 a 0.5 g SVS/gde DBO5 aplicado

3.3.- Contaminación atmosférica y control

• Los contaminantes del aire son sustancias que cuando estánpresentes en la atmósfera afectan de manera adversa la salud delos humanos, animales, plantas, microorganismos y dañanmateriales o interfieren en el disfrute de la vida y el uso depropiedades.

• Un hecho importante que sirvió como catalizador para laintroducción de la Ley de aire limpio (1956) en el Reino Unido fue lamuerte de 4000 personas en Londres en 1952

• Los contaminantes atmosféricos se clasifican en:a) primarios, emitidos desde un foco identificable son SO2, CO, NOx,

SOx, partículas, hidrocarburos, metalesb) Secundarios, se forman en la atmósfera por reacciones químicas

O3, otros oxidantes fotoquímicos – nitrato de peroxiacetileno,hidrocarburos oxidados

c) y de referencia, se definen por EE.UU, UE y OMS y son CO, NO2,O3, SO2, PM-10, plomoPara los contaminantes de referencia se han fijado estándares decalidad de aire, los que se dan en las tablas siguientes

3.3.1.- Efectos de la contaminación del aire

1. Efectos en la salud, por obvias razones era la consideración dominante en losprimeros episodios de la contaminación atmosférica, los materiales particuladosafectan las vías respiratorias y el sistema respiratorio, agrava las afeccionesrespiratorias y los problemas cardiovasculares. El SO2 genera afeccionesrespiratorias, debilitamiento de las defensas pulmonares, agrava enfermedadesrespiratorias y cardiovasculares ya existentes. Los óxidos nitrosos irritan lospulmones causa bronquitis, favorece la formación de ozono en la troposfera.Ozono irrita la vista, reduce la función pulmonar, es tóxico. El plomo se incorporapor inhalación o por ingestión, puede causar ataques, retardo mental ytrastornos de comportamiento

2. Efectos en las plantas y animales, el flúor afecta a las plantas aún aconcentraciones muy inferiores a los que afecta al hombre, el daño a losvegetales se observa en el fruto, pues se observan efectos fitotoxicológicos y losanimales pueden presentar fluorosis al consumir plantas contaminadas. Ciertosmetales pesados como Hg, Cd y Pb también se concentran en las plantas yanimales. Cada planta y animal tienen distinta susceptibilidad

3. Efectos en materiales y servicios, los óxidos de azufre y de nitrógeno reaccionanen la atmósfera para formar compuestos ácidos que atacan a los metales y orosmateriales susceptibles a la corrosión, particularmente dispositivos decomunicaciones, control y computadoras. El flúor es muy reactivo aconcentraciones atmosféricas altas se ha observado corrosión en vidrios.

3.3.2.- Fuentes de contaminación de aire1. Fuentes Naturales, varían de un lugar a otro y dependen de las condicione

estacionales, geológicas y meteorológicas. El hombre contribuye a crear condicionesnaturales favorables. Ejm. Erupciones volcánicas, polvos de zonas desérticas

2. Fuentes domésticas, en las áreas residenciales las actividades domésticas son lacausa principal de la emisión de contaminantes, así por calefacción, cocina, limpieza,jardinería, pintura y lavado de ropa se emite CO, CO2, NOx, SOx , PM-10, grasas,vapores, plaguicidas, vapores de disolventes, partículas de detergente y de jabones

3. Fuentes comerciales, incluyen las industrias de servicios públicos, restaurantes,hoteles, escuelas, la imprenta y la aplicación de pinturas, pollerías.

4. Fuentes agrícolas, la crianza masiva de vacuos, ovinos, cerdos, pollos son fuentes degeneración de material particulado incluso menores a 5 µ, así como gases. Estántambién los plaguicidas e insecticidas a causa de su toxicidad y persistencia

5. Fuentes industriales, son las más notorias por que en general se descargan por unasola chimenea o conducto. Se tiene el NOx para operaciones de combustión a altatemperatura, SOx porcedente de la combustión del petróleo y carbón, de plantasmetaalúrgicas que tratan minerales sulfurados, H2S de fábricas de papel, lasemisiones de COV de las industrias de pinturas etc.

6. Transporte, en la economia actual, este sector emite un tercio del COV, NOx y Pb ymás de dos tercios del CO.

3.3.3.- Control de la contaminación del aire

• Limpieza natural, la naturaleza tiene sus propios mecanismos de limpieza,así las partículas muy pequeñas debido a su movimiento aleatorio rebotanunas con otras formando coágulos más grandes y precipitan. Aquellas concarga eléctrica se atraen y crecen, las partículas pequeñas pueden serparte de gotas de lluvia y por otra parte las gotas de lluvia sirven comocolectores durante su caída, hecho que se conoce como llovido y arrastre.

• Ciertos materiales son higroscópicos y crecen recolectando moléculas deagua de la atmósfera para convertirse en gotitas líquidas

• Los gases se pueden lavar de la atmósfera por precipitación (absorción) oadsorberse (depositarse) sobre partículas sólidas y eliminarse porgravedad, también reaccionan con otros gases o partículas para formarcompuestos nuevos que pueden ser sólidos, líquidos o gases.

• 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2 SO2 (todos gases)• SO2 + H2O = H2SO3 (vapor de ácido o quizá gotita)• H2SO3 + PbO = PbSO4 + H2 (oxido y sulfato de Pb sólidos, hidrógeno gas)• 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4

3.3.4.- Control de emisión de partículas

1. Cámaras de sedimentación por gravedad, son económicos y sencillos, seusa la fuerza de la gravedad para separar partículas de corrientesgaseosas, se aplica ecuación de Stokes. Eficiencia del 90% para partículaspor encima de 50µ

2. Colectores inerciales, usa la fuerza centrífuga para separar partículas demedios gaseosos, son de amplio uso los ciclones. 20% de eficiencia para70 µ y 92% parab100µ

3. Colectores húmedos, o lavadores empelan el agua como medio deaglomeración de partículas finas, existen muchos diseños los máscomunes son el convencional y el venturí. 30% de efciencia para 0.2µ y+99% para 5µ

4. Colectores de tela y de esterilla fibrosa, son como la aspiradora a granescala, se usa a bajas temperaturas de 0 a 275°C para extraer polvossecos de aire seco. De 0.5 a 100µ 99% de efiiencia

5. Precipitadores electrostáticos, son equipos electrostáticos que operan aaltos voltages que ionizan a las partículas para depositarlos sobre unaplaca o un tubo. 0.1µ 82% de eficiencia, 2 µ +99% de eficiencia

3.3.5.- Control de emisión de gases

• Existen cuatro formas fundamentales de reducirla emisión de los gases indeseables

1. Reducir o eliminar la producción de gasesindeseables

2. Inducir a los gases a reaccionar después de suproducción en procesos químicos para generaremisiones diferentes menos inconvenientes

3. Extraer de manera selectiva el gas indeseablepor adsorción, depositando las moléculas de gassobre una superficie sólida

3.3.5.1.- Procesos de absorción y adsorción

• Procesos de absorción, los absorbedores o torres rociadoras se proyectan paraextraer de manera selectiva un gas específico de una mezcla de gases y sonsimilares a los lavadores de baja presión. Cuando se requiere reducir las emisionesa concentraciones bajas, se usan torres empacadas. La figura muestra una curvatípica de un equilibrio de absorción y describe la relación entre la presión parcialde un gas sobre un líquido y la concentración del gas en el líquido, en donde C* esla concentración en el equilibrio en el líquido absorbente, p la presión parcial delgas encima del líquido y p* presión parcial en el equilibrio en el gas total quecorresponde a una concentración C de gas en el líquido. La velocidad de absorciónqueda expresada: Donde KG y KL son constantes empíricos , A área de contacto Nnúmero de moléculas

dN/dt = KG(p –p*)A = KL (C* - C)A .

• Proceso de adsorción, La adsorción selectiva de gases se consigue enlechos de adsorbente sólido a través del cual se hacen pasar los gases. Eladsorbente se elige con base en su capacidad de recolectar el gasdeseado. La adsorción es un proceso termoquímico muy complejo yconforme un gas se deposita sobre una superficie se calienta el sólido pordesprendimiento de calor de adsorción. En ciertos casos especiales estedesprendimiento puede causar la ignición de un lecho de carbón. Porrazones de diseño de los adsorbedores es todavía un proceso empírico ycada fabricante ha desarrollado coeficientes patentados para unadeterminada configuración, mezcla de gases y calidad del gas recuperado,adsorbente, temperatura de operación, proporciones de volumen de gas aadsorbente, profundidad del lecho y gasto de gas.

• La cantidad de adsorbato que el sólido puede incorporar es función de laspropiedades química y físicas del sólido, en particular del área desuperficie de poros y grietas de las partículas sólidas

• En procesos industriales se regenera el adsorbato haciendo pasar vaporde agua a través del lecho y el gas concentrado se puede recuperar, secary reprocesar para obtener un producto comerciable

• El carbón y la alúmina activados son adsorbentes excelentes para variosgases, el gel de sílice es un buen adsorbente de vapor de agua y otrosgases

• El área de adsorción varía desde 500 a 1500 m2/g para el carbón activadohasta 175 m2/g para el gel de sílice

3.3.5.2.-Diagramas de flujo para procesos de recuperación representativos

• Extracción selectiva de SO2 a alta concentración de gases de fundición

Extracción selectiva de H2S a alta concentración de gas natural sulfuroso

Extracción selectiva de SO2 a baja concentración de corrientes gaseosas

3.3.5.3.- Control de emisión de óxidos de nitrógeno • El control de la emisión de NOx de los procesos de combustión es un buen

ejemplo del control de la contaminación el aire a través de una reducciónen la cantidad de contaminantes que se producen.

• La cinética química indica que el óxido nítrico de produce con mayorrapidez a medida que aumenta la temperatura de reacción, como se ve enla tabla.

• En los procesos de combustión se pueden alcanzar temperaturas de flamao de cámara de combustión más bajas quemando el combustiblelentamente, igual los quemadores con bajo exceso de aire reducen ladisponibilidad de nitrógeno.

• La recirculación de los gases de escape para diluir la mezcla decombustible y aire en la cámara de combustión interna o estacionariatambién reducen la formación de NOx . Las investigaciones indican queson muchos los factores complementarios que afectan la velocidad dereacción entre el nitrógeno y el oxígeno.

• Los diseños encaminados a la reducción de NOx se basa en gran medidaen factores empíricos.

• Una reducción de generación de NOx de 0 a 30% es posible en laactualidad mediante el uso de quemadores de diseño modificado

3.3.5.4.- Control de la calidad del aire por dilución ambiental

• En ciertas operaciones , el control de las emisiones todavía está endesarrollo, en estos caso la superposición de un control de lacontaminación puede dar por resultado u n tiempo de paro inaceptable,costos excesivos de mantenimiento y operación y altos cargos por capital einterés.

• Considerando que una sustancia no es contaminante sino causa un efecto,en las cercanías de la fuente de emisión, se utiliza la dilución paraalcanzar una calidad de aire deseado. La instalación de chimeneas altaspuede ser un medio más económico que la instalación de un sistema deextracción para alcanzar el estándar del aire deseado

• Durante las décadas del 60 y 70 la dilución se empleaba extensamente,pero por informaciones adicionales se reconoció que no es una solución,por que genera efectos a largo plazo y en áreas muy distantes de la fuentede emisión, caso de la lluvia ácida y metales pesado encontrados en lagosy ríos producto de la precipitaciones pluviales

• Está reconocido que los efectos de la lluvia ácida y metales pesados sólose controlará si se controla en el origen

3.3.6.- Predicción de concentraciones de contaminantes en el aire

• Los modelos matemáticos permiten el diseño de complejosindustriales, la planeación de comunidades, la identificación de lasfuentes significativas y la predicción de las concentraciones decontaminantes en receptores seleccionados

• Los datos importantes que se alimentan a los modelos decontaminación de aire incluyen el tipo, carácter y distribución delas fuentes, así como los contaminantes emitidos, las variablemeteorológicas que determinan el transporte, la dispersión y lasreacciones químicas de los contaminantes en la atmósfera.

• En el campo próximo (a menos de 20 km) de la fuente, se puedendespreciar las reacciones químicas y procesos de eliminaciónatmosféricos, con excepción del F, H2S y oxidantes fotoquímicos

• En el campo lejano ( más de 100km) las reacciones químicas y losprocesos de eliminación adquieren cada vez mayor importancia,puesto que los modelos son representaciones muy simplificadas deprocesos reales, las predicciones de un solo valor se debenconsidera dentro de un factor de 2 en el mejor de los casos.

3.4.- Tratamiento de residuos sólidos• En el sentido más amplio comprende todos los materiales sólidos

desechados de actividades municipales, industriales o agrícolas, enesta parte sólo nos ocuparemos de los municipales que comprendeáreas residenciales y comerciales junto con ciertas operacionesindustriales fuente de residuos municipales no peligrosos

• La caracterización de residuos municipales es difícil a causa de ladiversidad de sus componentes, muchos de los cuales no deberíandesperdiciarse

• Los objetivos de la administración de los residuos sólidos soncontrolar , recolectar, procesar, utilizar y eliminar los RS de maneramás económica congruente con la protección de la salud pública ylos deseos a quienes el sistema da servicio

• Él orden de jerarquía en las prácticas de administración de RS son:1. Reducción en la fuente, con reutilización y producción de abono

casero2. Reciclaje de materiales3. Combustión, de preferencia con recuperación de energía4. Rellenos de tierras

3.4.1.- Caracterización de los residuos sólidos• Residuos sólidos se definen como aquellos desperdicios que no son

transportados por el agua y que han sido rechazados por que ya no seusarán

• En el caso de RSM se aplican a los residuos de alimentos putrescibles(biodegradable) llamados basura y a los residuos sólidos no putrescibles,denominados desechos, que pueden ser combustibles (papel, plástico,textiles, etc) o no combustibles (vidrio, metales, mampostería, etc)

• Existen residuos llamados especiales, como el cascajo de lasconstrucciones, las hojas de los árboles, la basura callejera, autosabandonados y también los aparatos viejos que se recogen a intervalosesporádicos

• No son de responsabilidad municipal los residuos sólidos de las minas,plantas para el tratamiento de aguas municipales, residuos de predios decrianza de animales, residuos sólidos industriales, residuos hospitalarios,que requieren un sistema de tratamiento especial y están normalmenteregulados por normas especiales

• La cantidad de RS generado por una población varía en función a muchosfactores, como costumbres, clima, estaciones del año, frecuencia derecolección, grado de urbanización e industrialización, ingreso per cápita,etc

3.4.2.- Consideraciones sobre la administración de RS

• Como en toda decisión de ingeniería, la parte económica es fundamental, sinembargo no se debe descuidar la protección de la salud pública y la conservacióndel ambiente

1.- Protección de la salud pública Condiciones de calor y humedad hacen que los residuos orgánicos se conviertan

en sitios ideales de multiplicación de organismos causantes de enfermedades. Los organismos patógenos tienen fácil acceso y difusión a través de agentes

vectores como moscas, roedores y mosquitos. Las enfermedades más comunes son: gastroenteritis, disentería, hepatitis y

encefalitis Los riesgos se reducen mediante el uso de recipientes cerrados para materiales

orgánicos, compactando lo RS hasta al menos 600 kg/ m3 , procesando los RS antesde los dos días y desmenuzando los RS para favorecer la descomposición aerobia

2.- Conservación del ambiente La presencia de materiales peligrosos como asbesto, recipientes de disolventes y

plaguicidas, residuos médicos contaminan el ambiente La presencia de partículas y contaminantes gaseosos de predios destinados a

rellenos en tierra e incineradores municipales contaminan la atmósfera El entierro de residuos sólidos o de los incinerados ponen en peligro la calidad de

aguas subterráneas y/o superficiales por los lixiviados

3.4.3.- Sistemas de recolección de RS• En el manejo de los RS en los últimos años se ha logrado una mayor comodidad

para el usuario del servicio• Se estima que el 50 al % de presupuesto destinado al manejo de los RS se gasta en

la recolección por lo que es un área de mucho interés para la reducción de costos.El sistema comprende:

1. Facilidad y frecuencia de recolección, el uso de las bolsas plásticas y yutesfacilita enormemente la entrega de los RS y la frecuencia es normalmente de dosveces por semana y diario en zonas comerciales o de alta densidad poblacional

2. Equipos de recolección, se tienen camiones empacadores o compactadores quetrabajan con dos o tres personas. Cada camión tiene una capacidad de 14 a 18m3 y camiones contenedores que pueden ser camiones grúa o con armazón dforma de báscula.

3. Estaciones de transferencia, cuando la distancia de acarreo es grande es mejorcontar con una estación de transferencia de camiones pequeños a camiones demayor capacidad para abaratar costos de transporte

4. Transporte por tren, es una alternativa de transporte en volumen, sobre todopara distancias muy grandes

5. Selección de rutas, determinar la ruta más económica para la recolección ytrasporte a destino final es muy difícil por que depende del costo de la mano deobra, tamaño de la tripulación, restricciones sindicales, frecuencia derecolección, distancia al punto de descarga, etc

3.4.5.- Separación y procesamiento de RS1. Separación y procesamiento en la fuente, comprende: Separación de materiales reciclables en la fuente: vidrios, plásticos,

metales, telas etc Procesamiento en la fuente, con molinos, compactadores domésticos,

formadores de abono2. Separación y procesamiento centralizados: Es de amplio uso en áreas metropolitanas densas, si bien es cierto que

es aún empleado la separación manual, según la capacidad de lasunidades de separación el uso de la separación mecánica esindispensable, para reducir los costos de mano de obra

Se dispone de diversos procesos unitarios para la clasificación a granel.Se muele y pulveriza los materiales mixtos para luego separarlos en basea su diversidad, tamaño, inercia, conductividad u otras características.

Se usan:a) La clasificación con aire para materiales poco pesados como papel,

plástico,b) La separación magnética para metales ferrosos,c) El tamizado para materiales no ferrosos,d) La diferenciación óptica para separa vidrios,e) Los clasificadores inerciales para separar partículas orgánicas de las

inorgánicas

Conversión de RSM 1. Incineración: La incineración es de uso cada vez más extenso en países industrializados por el

alto contenido calorífico de los RS, la escasez de terrenos y por que permitereducir hasta en un 90% el volumen y hasta en 75% el peso.

En la actualidad casi todos los nuevos sistemas de incineración incorporan larecuperación de energía para reducir los costos de capital y de operación delequipo de control para la contaminación el aire, por ello en países como Franciase incinera el 35% de los RSM, en Suiza 70%, en Dinamarca 75%.

Los incineradores municipales más recientes por lo general son de combustióncontinua y tienen una construcción de pantalla de agua, se alcanzantemperaturas de entre 760 a 870°C

Existe en el mercado mundial muchas tecnologías, incluidas las de plasma2. Conversión en abono, La conversión de los RSM orgánicos en abono es una práctica antigua y consiste

en la descomposición aerobia de la materia orgánica por la acción de las bacteriay hongos en sustancias estables y rico en nutrientes, similar al humus conocidocomo abono.

Durante la descomposición el abono alcanza temperaturas del orden de 60°Cque debe mantenerse por lo menos durante tres días

Las bacteria termófilas: Bacillus, Clostridium y Pseudomonas, son los agentesprincipales de la descomposición en la primera etapa

Los hongos Mucor, Penicillium Aspergillus son activos durante la etapa de curado

Otros métodos de conversión son la química:incineración en lecho fluidizado, pirólisis, oxidaciónhúmeda y los procesos biológicos como la digestiónanaerobia

3.4.6.- Rellenos de tierras

• En la mayoría de los países en desarrollo, aún, los RS o parte de ellos, sontirados en los ríos, riachuelos, mar o en tierra a pesar de la existencia denormas que exigen depositar en rellenos sanitarios

• El tiradero del pueblo por lo general era o es un área baja cerca de unacorriente de agua.

• Los resultados visibles eran o son incendios, contaminantes del agua,olores, rotas, moscas y papeles arrastrados por el viento

• El entierro de los residuos reducía o reduce estos problemas, pero lamejora más importante se consiguió apisonando los residuos por capas ycubriéndolas con tierra al final de las operaciones de cada día

• Este método llamado relleno sanitario, se usó por primera vez enCalifornia en 1094. El relleno sanitario es una técnica de eliminación finalde desechos sólidos en el suelo que no causa molestias ni peligros para lasalud y seguridad pública, tampoco perjudica el medio ambiente durantesu operación ni después de terminado el mismo.

• Las mejoras producidas son un mejor apisonamiento, una cubierta másreducida, la recolección de lixiviados y la vigilancia del predio

• El área necesaria para enterrar RS es alrededor de 1 ha/cada 25 000personas

3.4.6.1.- Criterios para el diseño de rellenos sanitarios

• Criterios establecidos por el organismo responsable de la aprobación delpredio:

o Accesoo Cercadoo Distancia de amortiguamientoo Excavación de zanjaso Pendienteso Manejo de lixiviadoso Procedimientos de vigilancia y operación• Requisitos específicos:o Terreno de bajo costoo Distancia de transporte económicao Acceso todo el añoo Estar al menos a 1500 m en la dirección del viento respecto a los vecinos

residenciales y comercialeso Area razonablemente despejada, nivelada y bien drenadao Capacidad para no menos de tres añoso Deseable un suelo de baja permeabilidad

La elección final debe hacerse previa investigación hidrogeológicadetallada

3.4.6.2.- Control y tratamiento de lixiviados Características. El líquido contaminado que drena de un relleno sanitario,

varía ampliamente en su composición, según la antigüedad del relleno.

Cantidad: Visilind y Rimer (1981) han descrito una técnica de balancede aguas desarrollada por Tenn (1975) en base a valores promedioanuales para estimar la cantidad de lixiviado, que viene a ser igual ala precipitación que cae en el relleno menos la cantidad deprecipitación que se pierde del mismo. Hasta que el relleno sesatura, el agua que entra en él también se reduce en la cantidad dehumedad que se retiene en el suelo los desechos.

Control:• La capacidad disponible de retención de líquido en los desechos en ocasiones es la

justificación para mezclar residuos líquidos con lodos de aguas negras o efluentesindustriales con residuos sólidos

• Si los desechos tuvieran capacidad de aceptar el 15% de su volumen de líquido, sepodrían absorber 15 m3 de líquido por cada 100 m3 de desechos, lo que equivale a450 l/ toneladam3 para una densidad de 333 kg/m3 entregados en el relleno.

• Una vez alcanzada la capacidad de absorción de los desechos o incluso antes ellixiviado emigra a través del suelo subyacente hacia el nivel freático

• La máxima rapidez de filtración a través del suelo se produce cuando se alcanza sucapacidad de campo y en ese punto el suelo ya no absorbe más agua.

• En estas condiciones, la rapidez de movimiento del líquido a través de un suelouniforme es proporcional al gradiente hidráulico que causa el flujo, se conocecomo la relación de Darcy

Q = KSAQ = cantidad de líquido que fluye por un área A por unidad de tiempo = nvAK = coeficiente de conductividad hidráulica, depende del sueloS = gradiente hidráulico (cambio de elevación de la superficie de agua “libre” entre dos puntosconsiderados, dividida entre la distancia que el líquido debe recorrer

A = área de sección transversal bruta por el cual pasa el flujoV = velocidad a la cual viaja el líquido a través del suelon = porosidad del suelo igual al volumen vacio entre el volumen total

Tratamiento del lixiviado• La variabilidad en cuanto a la cantidad y calidad del lixiviado, cambio de estaciones,

antiguedad del relleno hace de su tratamiento un problema muy difícil• El análisis proporciona la información básica para seleccionar los procesos unitarios• La concentración de sustancias orgánicas, la relación de DBO/DQO y el tipo de ácidos

grasos volátiles presentes, está relacionado con la antiguedad del relleno. Sutratamiento puede ser:

• Procesos aerobios: El lixiviado de rellenos “jóvenes” de 2 a 5 años de antiguedad, conrelación de DBO/DQO > 0.7 se encuentra en la etapa de fermentación ácida con altocontenido de nitrógeno orgánico. El lixiviado de rellenos “más viejos” y estabilizados,relación de DBO/DQO de 0.1 a 0.3 , se encuentra en la etapa metanogenética ycontiene el nitrógeno en forma de amoniaco. Ambos lixiviados, han sido tratados conéxito en sistemas biológicos aerobios. Los sistemas de crecimiento en suspensión,como los lodos activados, son comunes para eliminar el DBO y los sistemas depelícula fija, como los contactores biológicos rotatorios, se prefieren para lanitrificación

• Procesos anaerobios: Para el tratamiento de lixiviado con una relación DBO/DQOentre 0.7 (sin degradar) y 0.3 (parcialmente estabilizado) el tratamiento anaerobiotiene ventajas respecto al aerobio, como, menor producción de lodos, menoresnecesidades de energía, costos más bajos, y se genera metano. Las desventajas son lareducción de la eficiencia del proceso a temperaturas bajas y la conversión delnitrógeno orgánico en nitrógeno amoniacal que aporta toxicidad, nutrimentos y unademanda de oxígeno a las aguas receptoras

• Para el tratamiento de lixiviados estabilizados ( DBO/DQO < 0.1) no son aplicables lostratamientos biológicos, se requieren método fisicoquímicos. Esta variabilidad haceque el sistema de tratamiento sea flexible y según la necesidad se pueden combinarlos tres métodos

3.4.6.3.- Producción de gases

• El gas que se produce en los rellenos por digestión anaerobia de desechosorgánicos se descarga a la atmósfera a través de hendiduras o pozos empacadoscon grava y no causa problemas. En ciertos rellenos se instalan quemadores de gasen la parte superior de los respiradores para quemar el gas. Si no se dispone deuna ventilación adecuada, puede haber un movimiento lateral del gas bajo lacubierta del relleno, especialmente cuando la superficie está congelada, lo cualpuede ser peligroso si el gas migra a la vecindad.

• El aumento del precio del combustible en la década de 19970, hizo que sedesarrolle muchos proyectos de recuperación del gas de los rellenos, así en los EE.UU (California) había 20 proyectos en proceso de realización para recuperar ypurificar el gas de los rellenos para uso en generación de calor y energía o comocombustible. El metano constituye del 40 al 60% del gas de los rellenos sanitariosy tiene un contenido calorífico de 37 000 kJ/m3 o de 20 000 kJ/m3 para el gas derelleno que contiene el 55% de metano.

• Teóricamente se produce de 200 a 270 litros de gas por kg de desechosdependiendo de las característica del residuo, se estima que se puede recuperardel 15 al 35%

• Por la estabilización de los rellenos, la generación del gas toma períodos largos, seestima 30 años, pero esto puede ser recortado dándole condiciones de humedadcontinua o prolongarse si los residuos permanecen secos. Para un periodo deestabilización de 25 a 30 años, de un tercio a dos tercios del gas se podría generaren los primeros 5 años

3.4.7.- Oportunidades futuras

• Después de la Cumbre de Río, en todo el mundo hay una creciente tendencia alreciclaje, la conversión en abono y en menor medida a la reducción en la fuente. Elmayor parte de los casos la fuerza impulsora de estas tendencias es por la falta deespacio para rellenos y la consecuencia de la legislación sobre el manejo de losresiduos sólidos urbanos.

• La legislación en la mayoría delos países obliga que el control de los residuos debecomenzar desde la manufactura y la mercadotecnia, mucho antes de que losproductos lleguen al consumidor, lo que exige una legislación eficaz y lacooperación de la industria

• La recolección aún se hace en camiones compactadores, pero enfoque novedosose innovadores consideran vehículos de una sola persona que automáticamenterecojan, seleccionen, descarguen y devuelvan recipientes, sistemas neumáticos derecolección, tuberías para transporte en suspensión

• Incineración las perspectivas futuras de la incineración como plan integral de laadministración de los residuos dependerán del publico y las autoridadesencargadas de las políticas nacionales, considerando los altos costos y problemastécnicos, la contaminación del aire

• Los rellenos de tierras es el elemento común de todos los procesos detratamiento, pues se aplica a los RS tal como se recolecta o a lo queda de ellosdespués del tratamiento. Par los países donde el costo es el factor determinantepara la eliminación de los residuos, el entierro no procesado continuará, incluso enpaíses muy desarrollados , donde la incineración es común y los terrenosescasean, existen predios potenciales para relleno sanitario

3.4.8.- Manejo de residuos de construcción, mantenimiento o demolición

• La actividad de la construcción se ha constituido en un medidor delcrecimiento de los pueblos. Cada día es necesario desarrollar proyectosque lleguen a satisfacer las necesidades de los habitantes y que respondana sus estilos de vida, pero este desarrollo es a la vez un llamado a realizaracciones responsables con nuestro planeta, el cual es cada vez másagobiado y maltratado por las acciones y los estilos de vida que resultaninsostenibles

• La industria de la construcción es una actividad necesaria, pero a la vez esuna de las actividades que más modifican el ambiente, puesto que exigeun gran consumo de recursos naturales y produce grandes volúmenes dedesechos.

• La cantidad de desechos que se genera en una obra está directamenterelacionada: Políticas de administración del proyecto, capacitación de lamano de obra, políticas de provisión y manejo de materiales, calidad de lamano de obra, tamaño de la obra, complejidad del proyecto

• Desde el primer momento de la construcción, hasta su demolición, unedificio afecta al ambiente que lo rodea. Consume energía, agua ymateriales; afecta el aire, suelo y agua alrededor de él; y crea un ambienteintramuros para aquellos que viven, trabajan o juegan en su interior

3.4.8.1.-Problemas que ocasionan

• Entre los impactos ambientales que provoca, cabedestacar la contaminación de suelos y acuíferos envertederos incontrolados, el deterioro paisajístico y laeliminación de estos residuos sin aprovechamiento desus recursos valorizables.

• La perturbación de los ciclos naturales• El deterioro o pérdida de las condiciones para otorgar

beneficios y servicios ambientales a la ciudadanía• Repercute en la calidad de vida y bienestar.• Se constituyen en nichos para la fauna nociva,• Son fuente de polvo y otros contaminantes,• Tapan los drenajes cuando se abandonan en las calles,• Provocan el desborde de los cauces de agua cuando

van a parar a ellos,• Impiden el aprovechamiento de tierras fértiles cuando

se depositan en ellas sin ningún control, además deafear el paisaje.

3.4.8.2.- Componentes reciclables

Componentes Ejemplos

Madera Marcos de puertas y ventanas, vigas, laminados, astillas,

troncos

Materiales de paredes Yeso y otros

Metales Tuberías, herrería, lámparas y otros componentes de

aluminio, cobre, bronce, acero, acero inoxidable y otros

metales

Plásticos Puertas, ventanas, pisos, tuberías

Techos Vigas de asfalto y madera, tejas, lozas, esquistos, fieltros

Restos diversos Asfalto, concreto, rocas, tierra, cenizas

Ladrillos Ladrillos de barro, bloques decorativos

Vidrio Ventanas, espejos, lámparas

Misceláneos Alfombras, aislamiento, azulejos, accesorios

3.4.8.3.- Manejo de residuos de demolición

Materiales de

demolición trituradosResiduos Mezclados Disposición Final

Descarga ilegal

Separación de

materiales de

demolición

y otros

Masas de

concreto

Masas de asfalto

Madera generada

de la construcción

Reciclaje de:

Agregados

Chorros de asfalto

mezclados

Trozos de madera

Obligatorio:

Separación y reciclado de

materiales de demolición

Ejemplo de Reciclado de Concreto Agregado en Japón

Mina de Piedra

Agregados Naturales

Planta de Cemento

Planta de Concreto

Edificio de Concreto

Sitio de Demolición

Planta de

Recolección de

Agregados

Agregados gruesos/finos

Materiales para carretera

Flujo de la separación de material de demolición y reciclado en Japón

Cliente

(Desarrollo del plan de

separación de materiales

de demolición)

Prefectura

Gobierno

* Un cliente que falla en hacer la notificación previa o

Incumple la orden de cambios debe ser multado

Notificación previa

[Orden de cambios]

Primer contratista

(formula el plan de construcción

y lo explica al cliente)

Subcontratista

Difusión Contrato

- Implantación de la selección y

reciclado de materiales de

demolición

- Administración del trabajo de

construcción por el gerente

técnico (maestro de obras)

- Proporciona señales en el

sitio de construcción

Contratista

(confirma que se

completó el

reciclado e

informa al

cliente)

Contratista

Reporte escrito

Trámites municipalesConsejo,

recomendación,

orden, reportes

en el sitio de

inspección

3.5.- Contaminación por ruido• Denominada "contaminación acústica" perturba las distintas actividades

sociales, interfiriendo la comunicación hablada, perturbando el sueño, eldescanso y la relajación; impidiendo la concentración y el aprendizaje y, loque es más grave, creando estados de cansancio y tensión que puedenterminar en enfermedades de tipo nervioso y cardiovascular

• La contaminación acústica es considerada por la mayoría de la poblaciónde las grandes ciudades como un factor medioambiental muy importante,que incide de forma principal en su calidad de vida. La contaminaciónambiental urbana o ruido ambiental es una consecuencia directa nodeseada de las propias actividades que se desarrollan en las grandesciudades.

• El término contaminación acústica hace referencia al ruido cuando éste seconsidera un sonido molesto que puede producir efectos fisiológicos ypsicológicos nocivos para una persona o grupo de personas

• La causa principal de la contaminación acústica es la actividad humana; eltransporte, la construcción de edificios y obras públicas, la industria,actividades deportivas y multitudinarias, entre otras.

• Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera los50 dB como el límite superior deseable.

3.5.1.- Sonido- Propiedades físicas- efecto en personas• El sonido se define como cualquier variación de presión que pueda

detectar el oído humano. La variación de presión de sonido más simpleproduce la formación de la onda sinusoide.

• Técnicamente, el ruido es un tipo de energía secundaria de los procesos oactividades que se propaga en el ambiente en forma de ondas complejasdesde el foco productor hasta el receptor a una velocidad determinada ydisminuyendo su intensidad con la distancia y el entorno físico.

• Son componentes elementales del ruido:1. Amplitud (A) : presión máxima o mínima2. Longitud de onda (λ ) : distancia entre crestas o seno sucesivos3. Período (P) : tiempo entre picos o senos sucesivos4. Frecuencia (f) : número de vibraciones completas de presión o ciclos por

segundo5. Velocidad del sonido (c)

El P y la f se relacionan : P = 1/f y λ = c/f• La velocidad del sonido en el aire a nivel del mar a 20°C es

aproximadamente 340 km/s • La gama auditiva se extiende de alrededor de 20 hasta 20 000 Hz

• Potencia e intensidad sonoras: • Potencia (W) es la velocidad a la que se transmite la energía por las ondas

sonoras• Intensidad sonora o acústica (I), es la potencia media de sonido por unidad

de área normal a la dirección de propagación de una onda sonora.• Si una fuente pequeña tal como una esfera emite un ruido de potencia W

vatios, la intensidad a una distancia r es: I = (W/4πr2) vatios/m2

• También a una distancia suficiente del ruido, la intensidad es proporcionalal cuadrado de la presión del sonido: I = p2/ ρcI = intensidad acústica w/ m2 ρ = densidad del medioen kg/m3 y c = velocidad del sonido en m/s

• El decibelio, El oído humano percibe una enorme gama de presionessonoras, la potencia más débil percibida sin dolor, aproximadamente es deuno a un millón. El mismo mecanismo responde de forma relativa alcambio de presiones de sonido. Para fines de medición del ruido seemplea una escala basada en diez veces el logaritmo de las proporcionesde las cantidades medidas respecto a la cantidad específica de referencia.El nivel de potencia de referencia es de 10-12 vatios y el nivel de la potenciasonora en dB se define: Lw = 10 log10 (W/10-12)

Lw = nivel de potencia sonora en dB para 10-12WW = potencia sonora de la fuente de ruido en vatios

• Al ser la potencia sonora proporcional al cuadrado de la presión del sonido, el nivel de presión en dB se define: Lp = 10 log10 (p2/p0

2) = 20 log10 (p/p0)Lp = nivel de presión en dB P = presión medidaP0 = presión de referencia ( 20 µPa)

Efecto en las personas

• La sonoridad es la percepción personal de la fuerza del sonido y en cierta forma essubjetiva, varía tanto con la magnitud (nivel de presión) como con el tono (frecuencia)

• Además de variar la frecuencia, la sonoridad varía con el nivel de la presión del sonidode modo alineal. Si la intensidad física de un sonido se incrementa de forma que elsonido parezca el doble de sonoro, el nivel de presión de sonido incrementado es deaproximadamente 10 dB., en consecuencia un incremento de 10 dB significa duplicar elsonido, de igual manera disminuir en 10 dB es reducir a la mitad

• La menor diferencia discernible entre dos sonidos idénticos frecuencia y carácter es de1 dB, pero se necesitará una diferencia de 2 ó 3 dB para que las personas noten lasdiferencias

• Dos sonidos con el mismo nivel de presión de sonido en dB, pero a diferentesfrecuencias se percibirán con diferentes niveles de sonoridad. El daño auditivo de unafuente concreta de ruido no solo depende de su nivel sino también de su duración

• Se acepta que un medio sonoro por debajo d 75 dB no es dañino, aunque niveles másbajos pueden causar daño, mientras que un sonido simple superior a 140 dB puedeocasionar un daño auditivo permanente

• Entre los niveles, el daño auditivo varía con el nivel del sonido, el tiempo de exposicióny la sensibilidad individual

• El ruido ocasiona enormes gastos sanitarios, sociales e industriales, y es el responsabledirecto de miles de accidentes, del 1,5% de la pérdida de jornadas de trabajo y dehasta el 20% de las consultas psiquiátricas

• Específicamente respecto de los efectos auditivos, una exposición prolongada a unafuente de ruido puede producir sordera, perforaciones en el tímpano, desplazamientotemporal del umbral de audición y el desplazamiento permanente del umbral deaudición

• Además del efecto sobre la audición, la exposición continuada a elevados niveles deruido puede provocar otros muchos efectos fisiológicos que afectan en particular alsistema cardiovascular, respiratorio y digestivo

• Se ha observado que las madres embarazadas que han estado desde comienzos de suembarazo en zonas muy ruidosas, tienen niños que no sufren alteraciones, pero si laexposición ocurre después de los 5 meses de gestación, después del parto los niños nosoportan el ruido, lloran cuando lo sienten y al nacer tienen un tamaño inferior alnormal

• A más de 60 dB se produce dilatación de las pupilas y parpadeo acelerado, agitaciónrespiratoria, aceleración del pulso y taquicardias, aumento de la presión arterial, dolorde cabeza, menor irrigación sanguínea y mayor actividad muscular (los músculos seponen tensos y dolorosos, sobre todo los del cuello y espalda).

• A más de 85 dB se produce secreción gástrica, gastritis o colitis; aumento del colesteroly de los triglicéridos, con el consiguiente riesgo cardiovascular. En enfermos conproblemas cardiovasculares, arteriosclerosis, problemas coronarios e incluso infartos.Aumenta la glucosa en la sangre, y en los enfermos de diabetes esto puede ocasionarestados de coma y hasta la muerte.

• Respecto a los efectos psicológicos derivados de la exposición al ruido, el más comúnes el de molestia. Esta reacción psicológica tiene su origen, entre otras causas, en lasmúltiples interferencias que provoca el ruido en las diversas actividades del hombre,como la comunicación y el sueño (insomnio), lo que a su vez puede provocaraccidentes causados por la incapacidad de oír llamados de advertencia u otrasindicaciones.

3.5.2.- Estándares y medición del ruido• Los umbrales o estándares del ruido se especifica generalmente como

parte de la autorización de proyectos propuestos. Los valoresespecificados varían con el uso del suelo existente, del nivel de ruido defondo en el área y del tipo de proyecto

• Los estándares de ruido externo especificados en viviendas cercanas o enlos límites de una obra pueden variar de un LAeq (nivel continuoequivalente) 40 a 70 dBA de día a 60 dbA de noche

• Se emplean tres criterios para medir el nivel de ruido: LAeq, LAE y LAN nivelcontinuo equivalente, nivel de exposición sonora y nivel de sonido enexceso durante N% de tiempo en dBA

• Como la potencia del sonido no se puede medir directamente, se mide laintensidad con instrumentos denominados sonómetros, construidos bajola norma ISO 9614 y se clasifican:

a) Tipo 0 para situaciones de referencia en laboratoriob) Tipo 1 nivel de precisión, usado para mediciones de campo exactasc) Tipo 2 nivel industrial, para trabajos de campo no críticosd) Tipo 3 nivel de campo con indicadores de nivel de sonido de bajo costo

3-5-3.- Sección del ruido en una evaluación del impacto ambiental

• En las legislaciones ambientales de muchos países se exige la presentacióndel Estudio de Impacto Ambiental para todo proyecto grande y en lasección de ruido se debe incluir:

1. Prospección del ruido de base, el objetivo es gravar el clima sonoro en elárea potencial de impacto antes de la construcción del proyecto. Deberíaincluir normalmente la medición LAeq para indicar el nivel total de ruido yde valores seleccionados de LAN para expresar los niveles de ruidomáximo y ruido de fondo

2. Niveles probables de emisión de ruido, se identifican las fuentespotenciales de ruido, sus niveles de potencia de sonido y su localizaciónexacta dentro del proyecto y se calculan los niveles probables de emisiónexterna en los límites del sitio, en las viviendas cercanas y en otroslugares sensibles al ruido

3. Declaración de impacto probable, resume el impacto probable de ruidodel proyecto sobre los residentes y otros usuarios del área circundante.Se comparan los niveles previstos de ruido con los niveles existentes y conlos valores aceptables de los criterios sobre ruido empleados

4. Medidas correctoras de propuestas, cuando los niveles de ruido previstosen las zonas sensibles al ruido se consideren excesivos, se deberían darconsejos sobre métodos de reducción de los niveles de ruido

3.5.4.- Control del ruido• Cuando el nivel de ruido recibido es excesivo, la solución

puede implicar la atención sobre uno o más de loselementos involucrados:

Fuente → Trayectoria de transmisión → Receptor1. Fuente, se puede modificar con el tratamiento acústico

de las superficies de la maquinaria, cambios en el diseño,etc.

2. Trayectoria de transmisión, se puede modificarencastrando la fuente dentro de un cerramiento deaislamiento sonoro, construyendo una barrera de ruido ocolocando materiales absorbentes a lo largo de latrayectoria

3. Receptor, la protección del receptor mediante laalteración del horario laboral o mediante la provisión deprotectores de oído, se aplica principalmente a aquellaspersonas que trabajan con maquinaria ruidosa.

3.6.- Tratamiento de residuos peligrososConvenio de Basilea• El Convenio de Basilea es un tratado ambiental global que regula

estrictamente el movimiento transfronterizo de desechos peligrosos y estipulaobligaciones a las Partes para asegurar el manejo ambientalmente racional delos mismos, particularmente su disposición.

• El Convenio de Basilea fue adoptado el 22 de marzo de 1989 y entró en vigorel 5 de mayo de 1992. El Convenio es la respuesta de la comunidadinternacional a los problemas causados por la producción mundial anual de400 millones de toneladas de desechos considerados peligrosos para el serhumano o para el medio ambiente, teniendo en cuenta de sus característicastóxicas, venenosas, explosivas, reactivas, corrosivas, inflamables o infecciosas.

• El Convenio de Basilea reconoce que la forma más efectiva de proteger lasalud humana y el ambiente de potenciales daños producidos por losdesechos peligrosos se basa en la máxima reducción de su generación encantidad y/o en peligrosidad.

1. Los principios básicos del Convenio de Basilea son:2. El tránsito transfronterizo de desechos peligrosos debe ser reducido al

mínimo de forma consistente con su manejo ambientalmente apropiado;3. Los desechos peligrosos deben ser tratados y dispuestos lo más cerca posible

de la fuente de su generación;4. Los desechos peligrosos deben ser reducidos y minimizados en su fuente.

3.6.1.- Definición y generación de residuos peligrosos• Son aquellos residuos con algunas de las siguientes características:

infecciosas, combustibles, inflamables, explosivas, reactivas, radioactivas,volátiles, corrosivas y/o tóxicas, que pueden causar daño a la saludhumana y/o al ambiente. Así mismo se consideran peligrosos los envases,empaques y embalajes que hayan estado en contacto con ellos.

• Estos se clasifican en:1.- Residuos infecciosos o de riesgo biológico

Biosanitarios Anotomopatológicos Punzocortantes Animales de experimentación

2.- Residuos químicos Fármacos parcialmente consumidos y/o vencidos Citotóxicos Metales pesados Reactivos Contenedores presurizados Aceites usados

3.- Residuos radioactivos

• Según USEPA: Aquello que representa un grave riesgo para la salud y el ambientey se caracteriza por su inflamabilidad, corrosividad, reactividad y explosividad

• Según UE: clasifican en 15 categorías como se muestra en la tabla:

Categoría Directiva 91/689/CEE, Anexo III

H1 Explosivo

H2 Oxidante

H3A Muy inflamable (Incluido sumamente)

H3B Inflamable

H4 Irritante

H5 Dañino

H6 Tóxico (Incluido muy tóxico)

H7 Cancerígeno

H8 Corrosivo

H9 Infeccioso

H10 Teratogénico

H11 Mutagénico

H12 El contacto con agua libera gas tóxico

H13 Fuente de sustancia peligrosa

H14 Ecotóxico

Generación• Por la creciente actividad humana la generación de residuos ha crecido en forma

espectacular y por la naturaleza de los mismos con una contribución mayor desustancias peligrosas

• La causa principal, aunque no la única, de este aumento progresivo de la peligrosidadde los residuos es la intensificación y diversificación de la actividad industrial. Laindustria aparece asociada de manera muy destacada a la producción de ese grupogenérico de residuos catalogables como peligrosos cuya significación resulta cada vezmás importante

• La producción mundial de residuos peligrosos podría estimarse en una cifra superiora los 350 MM Ton/año (millones de toneladas al año) y hasta próxima a los 400 MMTon/año, dato más que elocuente en relación con la magnitud del problema. El 90%de esta cifra corresponde a los países industrializados, en los que se concentra lamayor parte del problema. Son también estos países los que poseen una mayorcapacidad de respuesta. Los países con un crecimiento industrial importante en losúltimos años presentan caracteres de una particular gravedad. Así, países comoBrasil, México y Corea del Sur pueden estar en la actualidad en niveles de producciónde residuos peligrosos en torno a los 5 MM Ton/año cada uno.

• Las fuentes de residuos pueden agruparse genéricamente en tres bloques principales1. Residuos generados en los procesos de transformación, como consecuencia de

ineficiencias en el uso de las materias primas y de la energía.2. Productos que una vez cumplido su ciclo de vida útil son desechados o

destinados al abandono.3. Residuos originados en operaciones de tratamientos de residuos

3.6.2.- Residuos nucleares• Todos los reactores nucleares dependen del uranio como combustible. El

uranio se extrae de minerales metálicos y se refinan por proceso químicos.Las varillas pueden contener 0.72% de uranio 235 y 99.2% de uranio 238 parareactores de agua pesada, ero para reactores de agua ligera o enfriamientocon aire, el contenido de uranio 235 se debe aumentar en 4 a 5 veces.

• Después de la fisión (2 años) las varillas se tornan intensamente radioactivaspor la formación de elementos transuránicos como el plutonio, americio ycurio.

• La industria nuclear considera residuo radiactivo a cualquier material quecontiene radionucleidos en concentraciones superiores a las establecidas porlas autoridades competentes y para el cual no está previsto ningún uso.

• Los residuos radiactivos se generan en la producción de energía eléctrica deorigen nuclear, en el desmantelamiento de instalaciones nucleares y en lautilización de radisótopos en múltiples actividades en la industria, medicina,investigación, etc

• Los residuos radiactivos se pueden clasificar de muy diversas maneras enfunción de sus características, como por ejemplo, su estado físico (es decir sison gases, líquidos o sólidos), el tipo de radiación que emiten (alfa, beta ogamma), el periodo de semidesintegración (vida corta, media o larga), y suactividad específica (baja. media, alta). Es normal verlos clasificados enresiduos de baja, media y alta actividad

• ¡¡Los residuos de alta actividad son tóxicos durante unos 250.000 años!!

http://www.google.com/imgres?imgurl=http://www.ugr.es/~gabpca/spr/sprimg/spr11.jpg&imgrefurl=http://www.ugr.es/~gabpca/spr/sprRR1.htm&h=824&w=864&sz=25&tbnid=snG4f5EdrVY3RM:&tbnh=138&tbnw=145&prev=/search?q=residuos+radiactivos&tbm=isch&tbo=u&zoom=1&q=residuos+radiactivos&hl=es&usg=__jynXxsb6hYcCTR2iIoRxdWiC-QY=&sa=X&ei=Ki63TeuyHunx0gHc3b3XDw&ved=0CEwQ9QEwBw

Efecto en la salud y el ambiente• Los efectos de la operación del ciclo del combustible nuclear en la salud y el ambiente

se pueden separar en dos categorías:1. Residuos de bajo nivel, se generan en las operaciones de extracción y refinación del

uranio, se liberan cantidades pequeñas de torón 230, radio 226, radón 222 y plomo210 y especies iónicas no radioactivas. Estos residuos causan daño al hombre y alambiente en periodos largos, se caracterizan por los grandes volúmenes de material

2. Residuos de alto nivel, se producen en volúmenes relativamente pequeñas, es elnúcleo de combustible del reactor, donde en poco tiempo el combustible nuevo setorna muy radioactivo. De producirse una interrupción e el enfriamiento delcombustible en el reactor se puede destruir la integridad del revestimiento metálico yliberarse cantidades letales dentro de la estructura de contención del edificio. Enplantas con operación normal, el combustible nuclear, después de uno o dos años, seextrae para insertar nuevo combustible. El combustible descargado o agotado es muyradioactivo es enfriado en pozas de agua de 5 a 7 metros de profundidad para evitarel sobrecalentamiento y la sobreexposición del trabajador y el consecuente daño alos tejidos humanos.

• Los efectos pueden clasificarse en:a.- Somáticos y genéticos, en función de si son inducidos sobre las células de la línea

somática o germinal. El daño somático se manifiesta durante la vida del individuoirradiado, mientras que los efectos genéticos son inducidos sobre su descendencia. Losefectos somáticos se dividen a su vez en inmediatos o tardíos, en función del tiempotranscurrido desde su irradiación

b.- En función de la incidencia que tiene la radiación sobre los efectos se clasifican enestocásticos y no estocásticos. Los efectos estocásticos están relacionados con laaparición de mutaciones cromosómicas, hereditarias o bien no hereditarias, también lascélulas germinales irradiadas pueden experimentar efectos no estocásticos (esterilidad).

Manejo de residuos nucleares

• La gestión de los residuos radiactivos consiste en todas las actividadesadministrativas y técnicas necesarias para la manipulación, tratamiento,acondicionamiento, transporte y almacenamiento de los residuosradiactivos, teniendo en cuenta los mejores factores económicos y deseguridad.

• La solución para proteger a las personas y al medio ambiente de lasradiaciones que emiten los radionucleidos contenidos en los residuosradiactivos, consiste en aislarlos de tal modo que, durante los períodosque permanezcan activos -que pueden variar desde semanas a miles deaños- éstos no salgan a la biosfera por ninguno de los caminos posibles yposteriormente, a través de las cadenas tróficas, puedan llegar al serhumano.

• Los residuos deben estar acondicionados en estado sólido, e inmovilizadosen un material aglomerante, como cemento, asfalto, etc.

• Desde el punto de vista de la gestión hay dos grandes tipos en los que seagrupan los residuos: los de baja y media y los de alta actividad, que soncompletamente diferentes en su comportamiento a largo plazo. El manejotambién se puede considerar desde el punto de vista de su origen en :desechos de minas y molinos, residuos de refinería y de la fabricación decombsutibl y combustible agotado

a) Los residuos de baja y media actividad se caracterizan por tener actividadesespecíficas moderadas y los radionucleidos que están presentes en ellos tienenperíodos de semidesintegración menores de 30 años. Para mantener aislados losresiduos de baja y media actividad existe un amplio consenso en las opciones dealmacenamientos en superficie con barreras de ingeniería, o subterráneos a pocaprofundidad

b) Los residuos de alta actividad en países en el que no se reprocesa el combustiblepara separar el uranio y el plutonio del resto de los productos generados en lafisión, son los propios elementos combustibles, que, una vez agotada su capacidadútil de ser fisionados, se sacan del reactor y se almacenan en las piscinas de lacentral nuclear para su enfriamiento y almacenamiento provisional. En los paísesen que se reprocesa el combustible gastado, los residuos de alta actividad sontambién los productos de fisión vitrificados y otros residuos, que contienenemisores alfa de larga vida

Etapas del acondicionamiento de residuos radiactivos

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sch%C3%A9maDechetsNucleaires_ES.svg

3.6.3.- Residuos médicos• Los hospitales generan grandes volúmenes de residuos que pueden ser

altamente tóxicos e infecciosos, y tanto la incineración genera dioxinas) comoel vertido en basurales amenazan la salud humana y ambiental.

• Los grandes hospitales urbanos generan más de dos millones de toneladas deresiduos por año. Sin embargo, varios hospitales en países no industrializadosvierten todos los residuos juntos, desde la basura de la recepción delestablecimiento hasta los residuos del quirófano, y los queman enincineradores. A lo largo de los años, se descubrió que la incineración es laprincipal fuente de dioxinas, mercurio y plomo altamente tóxicos y de otrosagentes contaminantes peligrosos al aire que amenazan la salud humana y elambiente.

• Además, algunos hospitales y clínicas urbanas y muchos establecimientosrurales en el mundo menos industrializado simplemente desechan losresiduos patogénicos con el resto de los residuos comunes y ponen en riegode contagio de enfermedades a la población de recuperadores informales. Lasjeringas y las agujas descartadas pueden provocar la propagación depatógenos transmitidos por sangre como el VIH y la Hepatitis. Otros quemanlos residuos en terrenos abiertos o en pequeños incineradores sin ningúndispositivo de control de la contaminación, y de este modo, exponen a lascomunidades afectadas por la dirección del viento a subproductos comodioxinas y mercurio, y generan cenizas potencialmente peligrosas.

• Los hospitales también generan residuos químicos, farmacéuticos yradioactivos, todos ellos en pequeñas cantidades, que requieren unmanejo especial. Por otra parte, en los hospitales también se generangrandes cantidades de residuos comunes como envases, papel,comida, etc., que pueden llegar a representar alrededor del 80% de lacorriente de residuos.

• Si los residuos hospitalarios no se queman, pueden terminardescartados junto con los residuos comunes. En los lugares donde estosucede, los cartoneros enfrentan un peligro diario, especialmente enlos países donde resulta posible revender algunos de los elementospresentes en los residuos, por ejemplo jeringas, para su uso ilícito.

• En los países más pobres, una de las dificultades para asegurar elmanejo adecuado de los residuos hospitalarios es la falta de fondos.Muchos de los donantes que realizan trabajos fundamentales con elobjeto de fortalecer los servicios de atención de la salud entreganinsumos hospitalarios y organizan programas de vacunación, pero noprevén medidas para la gestión de los residuos generados en estosestablecimientos. La Organización Mundial de la Salud solicitóformalmente a todos los donantes que se ocuparan de asignar unpresupuesto adecuado para evitar que las personas o el medioambiente sufrieran las consecuencias de los residuos generados porestos proyectos

Manejo de los residuos médicos• Para los hospitales la práctica normal es la incineración de los residuos sólidos a alta

temperatura (980 a 1200°C). Sin embargo debido a la alta generación decontaminantes tóxicos y cenizas con contenido de elementos altamente peligrosos. Porrecomendación de la OMS la práctica de la incineración está siendo reemplazada porotros métodos

• Minimización y segregación de los residuos: Hasta un 80% de los residuos generadosen los centros médicos no son peligrosos sino comunes como los que se generan en elhogar o la oficina. Si no se los mezcla con residuos más peligrosos, la mayor partepuede reutilizarse o reciclarse. Esto puede reducir el dinero que se destina atratamiento especial y disposición e incluso puede generar ahorros al reutilizarelementos que deberían ser comprados nuevamente caso contrario y/o ingresos apartir de la venta del papel, el plástico y otros materiales reciclables

• Tecnologías Alternativas: . El Convenio de Estocolmo, firmado por más de 150 países,insta a seguir las mejores prácticas ambientales y las mejores técnicas disponibles parareducir la cantidad de dioxinas generadas por la incineración Las tecnologías de usomás frecuente son los autoclaves y microondas que usan altas temperaturas paramatar los microorganismos presentes en los residuos, para luego disponerlos junto conlos residuos sólidos urbanos comunes, también se tiene la Pirólisis, Gasificación yPlasma

• Proyectos especiales sobre residuos hospitalarios: La Organización Mundial de la Salud (OMS), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y miembros de nuestra red para capacitar a los trabajadores de la salud, desarrollan nuevas tecnologías e implementar prácticas sustentables en los hospitales de diversos países del sur. Entre éstos están: Proyecto Global sobre Residuos Hospitalarios (Proyecto GEF) Proyecto Bagamoyo Proyecto de Residuos Hospitalarios Hubli-Dharwad Campaña para Erradicar el Sarampión en Filipinas (PMEC)

3.6.4.- Residuos químicos

• La ciencia y la tecnología modernas han dado lugar a una multitud de productos nuevos que han modificado nuestra vida y la del planeta.

• Los aparatos de TV, marcapasos, satélites terrestres, latas de aerosol,plaguicidas, industria de la informática, farmacéutica, todo un espectro demateriales plásticos, es la amplia gama de materiales de las que ahoradisponemos

• La producción de estos bienes , por desgracia, crea una multitud desubproductos industriales de desecho, muchos de los cuales sonpeligrosos si no se manejan correctamente

• Los compuestos para desengrasar, los conservadores de madera, losplaguicidas, los metales pesados y otros contaminantes tóxicos que sedescargan junto con los residuos industriales líquidos pueden tenerefectos de largo plazo en la salud humana, los cuales no se manifiestanhasta años después de su introducción en el ambiente

• A mediados de la década de 1970 surgieron leyes para el control deresiduos peligrosos en EE.UU, , Canadá, Japón, Europa, Australia y otrospaíses desarrollados, por incidentes como el Canal Love en NY.

• La mayor parte de los residuos peligrosos no son manejables por procesosconvencionales y ante el creciente costo de eliminación las industrias hantratado de reciclar y recuperar más residuos y reducir al mínimo lacantidad que es necesario transportar fuera de sus instalaciones

Efectos en el ambiente:• La comprensión de los efectos de los residuos peligrosos mal manejados

en la salud humana y el ambiente ha aumentado de manera considerabledesde la década de 1980, pero aún no es claro el camino ni el mecanismode su efecto en la salud humana ni en los ecosistemas, más aún en casosde exposición crónica a bajo nivel

• La exposición directa o indirecta a residuos peligrosos puede tener en lasalud humana efectos carcinógenos, mutagénicos, teratogénicos, efectosen el sistema reproductor, respiratorio, nervioso central y muchos otros

• Es importante recordar que todas las sustancias químicas son tóxicas acierta concentración, por lo que es necesario conocer la concentración a lacual las diversas sustancias resultan tóxicas, en que forma, por cual rutaambiental y con que persistencia y concentración biológica.

• Probablemente el riesgo más frecuente asociado con los residuospeligrosos es el potencial de contaminación de aguas subterráneas.Cuando se descargan en tierra en instalaciones no proyectadas para unacontención total, los residuos peligrosos pueden infiltrarse hasta losacuíferos adyacente y afectar las fuentes de agua potable.

• Es más fácil detectar los efectos de residuos peligrosos mal manejados enla flora y fauna locales que en aguas subterráneas. De hecho el análisis deinsectos, peces y vida silvestre expuestos ahora es común en lasevaluaciones de efectos ambientales a través del bioanálisis

Sustancias químicas orgánicas Las sustancias químicas orgánicas que son de preocupación son los que persisten en el ambiente,

se degradan con lentitud, y son solubles en grasas por que se acumulan en la cadena alimenticia Los bifenilos policlorados y ciertos plaguicidas son ejemplos de sustancias orgánicas que se

comportan de esta manera y causan problemas que van desde la toxicidad inmediata hastaefectos a largo plazo (carcinógenos, mutagénicos, etc)

Muchos de estos contaminantes persistentes se forman por la degradación de sustanciasprimarias o en la combustión de sustancias que contienen alguna forma de cloro.

Los combustibles fósiles, materiales orgánicos y los RSM son fuentes comunes que desprendensustancias orgánicas cloradas tóxicas cuando se incineran. La adsorción de estos compuestos en elpolvo y cenizas finas hace posible una amplia distribución atmosférica

Sustancias químicas inorgánicas Muchos elementos inorgánicos como el Hg, Pb, Cd y el As, son venenos biológicos a

concentraciones del orden de milésimas de partes por millón (ppm) Estos y otros elementos tóxicos e acumulan en la materia orgánica del suelo y los elementos se

incorporan a las plantas en crecimiento, además por la deficiente excreción humana, puedenacumularse en órganos y tejidos hasta alcanzar niveles tóxicos en el organismo

Los metales tóxicos pasan a la atmósfera por la quema de carbón, residuos sólidos y peligrosos,alcanzan las aguas receptoras por precipitación atmosférica, filtración de minas y rellenos ycontaminan las tierras como consecuencia de la aplicación de lodos de aguas negras.

El pH bajo causado por la lluvia ácida o la generación del bióxido de carbono aumenta la capacidadde transporte y disponibilidad de metales

Las rutas que siguen los contaminantes tóxicos de las fuentes industriales al ambiente y luego alhombre son variados y complejos

3.6.5.- Identificación de residuos peligrosos

• El enfoque más sencillo para identificar los residuos peligrosos, consiste enclasificarlos en categorías generales como radioactivos, inflamables, tóxicos oexplosivos. Clasificación que facilita la intervención de los bomberos o similares encasos de incendio, derrames y accidentes

• Muchos países como EE.UU, Reino Unido, Francia, Alemania y los Países Bajos,complementan un sistema de clasificación general con listas detalladas desustancias, procesos y residuos considerados como peligrosos

• Otros países amplían la clasificaciones generales fijando concentraciones máximasde contaminantes específicos

• En Japón, cuatro tipos de residuos se consideran tóxicos: lodos, escorias, residuosácidos y residuos alcalinos, así como aquellos que contienen cualquiera de losnueve materiales tóxicos: As, PCB, CN, Cd, Cr+6 , Pb, Hg y Fosfatos orgánicos

• Las normas legales de cada país considera los procedimientos de identificación deresiduos peligrosos, que debe responder a los siguientes criterios:

1. Es el material un residuo sólido según la norma?2. Ha sido desechado?3. Está excluido de manera específica por los reglamentos?4. Muestra alguna de las características de residuo peligroso?5. Está incluido como peligroso en el reglamente?

3.6.6.- Manejo de residuos peligrososEn general se recomienda:1. Reducción de la cantidad de residuos2. Separación y concentración de los residuos3. Intercambio de residuos4. Recuperación de energía/materiales5. Incineración/tratamiento6. Eliminación en tierra seguraMarco Legal Peruano: 1. Norma técnica: Procedimientos para el manejo de Residuos Sólidos Hospitalarios (R.M. N°

217 - 2004 / MINSA)2. Reglamento de la Ley N° 27314, aprobado mediante Decreto Supremo N° 057-2004-PCM

el 24 de julio del 2004; 3. Ley Nº 27314, Ley General de Residuos Sólidos aprobada el 21 de julio del 2000; 4. Norma del IPEN-Manejo Seguro de los Deshechos Radiactivos, aprobada por Resolución

Presidencial N° 009 -95 IPEN/ANM, el 19 de julio de 1995;5. Convenio de Basilea sobre el control de los movimientos transfronterizos de los desechos

peligrosos y su eliminación adoptado por la conferencia de plenipotenciarios del 22 de marzo de 1989, entró en vigor el 05 de mayo de 1992;

6. Reglamento General de Hospitales del Sector Salud, aprobado por Decreto Supremo N°005-90-SA el 27 de octubre de 1990;

7. Reglamento para la Disposición de Basuras mediante el empleo del método de Relleno Sanitario, aprobado por Decreto Supremo N° 006-STN el 09 de enero de 1964.