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 de un proceso de selección de fuentes alternativos de agua, medios para mejorar la calidad, el transporte y distribución, con especial énfasis en el abasto público

• Para determinar la cantidad de suministro de agua normalmente se tiene en cuenta la cantidad de viviendas domésticas, lucha contra incendios, industria, comercio. Según los estudios realizados por el Banco Mundial (1976) el consumo de agua por persona para Latinoamérica y el Caribe es de un mínimo de 70 y un máximo de 190 lpd

• Para la calidad del agua existen dos grupos de estándares, uno para el agua bruta y otra para el agua potable. Para determinar la calidad se han fijado parámetros: organoléptico, fisicoquímicos, , relativo a sustancias 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 su naturaleza: A, B, C, D . La clase A no requiere tratamiento y está relacionado a núcleos rurales o pequeños poblados que toman su suministro de agua de posos o manantes y se considera aceptable

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

depende del análisis de la calidad del agua bruta, los análisis deben realizarse por un mínimo de un año y si es posible por un período más largo. Para fuentes de agua superficial, debe muestrearse en períodos de caudales máximos, mínimos y medios

• El informe sobre los análisis de calidad del agua debe ser evaluado conjuntamente con otros informes de ingeniería sobre el lugar acerca de la adecuación, disponibilidad y continuidad del suministro, proximidad a los consumidores y terreno disponible y su adecuación para estructuras

3.1.3.- Pretratamiento del agua

El 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 de diámetro.

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

Aireación, es el suministro de aire atmosférico al agua para mejorar su calidad y se usa 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 oxígeno ayuda en la precipitación del Fe y Mn

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

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

unitarios que reducen el color, la turbidez y las impurezas particuladas a niveles aceptables, 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 se usan dos tipos:

Tipo I: para sedimentar partículas discretas no floculadas en una suspensión diluida Tipo 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 coagulantes químicos para formar microfóculos, en un tiempo de 20 a 60 segundos para luego formar los flóculos por un periodo de 20 a 60 minutos. Los coagulantes más 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 poroso con el propósito de mejorar la calidad del efluente. Los sistemas de filtración incluyen: gravedad o presión, velocidad de filtración rápida, lenta o variable y filtración de torta o en profundidad.

• Filtración lenta en arena: es una estructura rectangular de hormigón 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 a 20 m/h, se usa para filtrar agua coagulada y se produce agua 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 pH utilizado, sin embargo para cumplir con los estándares dados por las directivas de la Unión Europea, EPA de los EE.UU o la Organización Mundial de la Salud y para proporcionar protección contra rebrotes, a menudo se realiza una desinfección adicional. Las características de un buen desinfectante son: Ser tóxico para los microorganismos a concentraciones muy por debajo de los umbrales tóxicos para los humanos y animales superiores, proporcionar una alta tasa de mortandad, ser suficientemente persistente para evitar rebrotes de organismos en los sistemas de distribución

• Factores como turbidez, organismos resistentes (giardia), gran cantidad de materia orgánica, depósitos de Fe y Mn y compuestos oxidables, dan lugar a una deficiente desinfección

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

• Los desinfectantes más usados son: Dióxido de cloro, cloraminas, ozono, radiación UV, 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 las que prácticamente es despreciable.

• La presencia del flúor en las aguas mejora la salud dental de los niños en crecimiento, por que en las concentraciones óptimas en agua potable, reduce la caries dental entre un 20 y 40 % entre los niños que ingieren el agua desde su nacimiento

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

• El procedimiento en países que tienen abastecimiento de agua con flúor es añadirlo en dosis de 1 mg/l y esto se hace hoy 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 industria concreta: bebidas, farmacéuticas

Tratar un agua que contiene contaminantes concretos químico o biológicos 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 que se 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 estas aguas 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 aguas se

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 de los 70

del siglo pasado, sobre todo en los países industrializados. En las regiones menos desarrollados, los desperdicios de las poblaciones en pleno crecimiento constituyen una amenaza para la salud pública y ponen en peligro el uso ininterrumpido de reservas de agua en mucho casos insuficientes

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

• El objetivo de un tratamiento de agua residual es el de proteger la calidad de las aguas 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 en un 99%, mezclada con contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto en suspensión como disueltos. La concentración de estos contaminantes es normalmente 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, como mg/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 ha secado a peso constante a 103°C

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

4. Materia orgánica: Las proteínas y carbohidratos constituyen el 90% de la materia orgánica. Las fuentes de estos contaminantes biodegradables son los excrementos y orina humanos, los residuos de alimentos, polvo y suciedad proveniente de los baños, del lavado de ropa, más varios jabones, detergentes y otros 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 determina midiendo la cantidad de CO2 producido al oxidar el C orgánico con un oxidante fuerte

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

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

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

• Otro método de uso frecuente para determinar las necesidades de oxígeno de las aguas residuales es la demanda química de oxígeno (DQO) que determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar químicamente 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 y servidas

• 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 en

alcantarillas, combinadas con sistemas de recolección de aguas pluviales y posteriormente en muchas ciudades se han construido sistemas independientes.

• Alcantarillas Sanitarias: Transportan las aguas negras domésticas los residuos líquidos comerciales 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 de caminos, techos, prados y otras superficies. Se dispone de diverso métodos para estimar los regímenes de desague. Todos ellos parten de una tormenta de frecuencia específica (de 2 a 100 años) y de información de una tormenta real o representativa, o de curvas que correlacionan la intensidad de precipitación pluvial con la duración de las tormentas, las frecuencias de tormentas típicas que se utilizan para fines de diseño son de 2 a 5 años para zonas residenciales, de 10 a 25 para distritos comerciales y de alto valor y de 50 a 100 para sistemas de drenaje de gran magnitud.

• Alcantarillas combinadas: Desempeñan la función de colectores sanitarios y pluviales y son comunes en las zonas más antiguas de las ciudades. Por el hecho de que estas alcantarillas están conectadas a los drenajes de los sótanos, cualquier sobrecarga podría causar retorno de aguas negras hacia el interior, en consecuencia estos sistemas deben ser capaces de aceptar 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 la inyección en pozos profundos son opciones ocasionales, pero por lo común las únicas salidas prácticas para deshacerse de las aguas residuales tratadas o sin tratar son los arroyos, ríos, lagos y océanos. Para proteger estos recursos hídricos se debe controlar la descarga de los contaminantes.

• Para un buen diseño del sistema de tratamiento es muy importante la caracterización de las aguas servidas y éstos se pueden dividir en físicas, químicas y 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 a modificaciones químicas

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

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

3.2.6.1.- Procesos Físicos

La sedimentación por gravedad es el proceso físico más común para separar los sólidos en suspensión 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 lodos

biológicos, 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 la

sedimentación no es ideal, por que dentro del clarificador existen muchos factores como remolinos, cortocircuitos, puntos muertos en el tanque, movimiento de los recolectores de lodos y las partículas que se busca separar en las aguas residuales no son discretas y por tanto no sedimentan a velocidad constante.

La retención de las aguas negras sin tratar de 5 a 15 minutos en tanques o canales desarenadores separa 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 en suspensión y el 30% de la DBO5 si se retiene al menos una hora, para un flujo máximo y un régimen de derrame de 100 m3/m2día , los criterios conservadores trabajan con 40 m3/m2día

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

Otras operaciones unitarias que se aplican al tratamiento de aguas residuales so n el tamizado, la filtración 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 en suspensión y se designa como sólido en suspensión en licor mixto (SSLM) o sólidos volátiles en suspensión en licor mixto (SVSLM) o puede estar adherida a algún medio 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 y transforman los dos tercios restantes en nuevas células microbianas susceptibles de eliminarse en las aguas residuales por sedimentación

• La conversión biológica global se verifica como una secuencia de oxidación del material carbonoso como primera etapa:

Materia orgánica + O2 → CO2 + H2O + nuevas células • En condiciones aeróbicas ininterrumpidas las bacterias autótrofas convierten entonces 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 a sulfuro 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 (obtienen C de sustancias orgánicas) convierten más del 90% de la materia orgánica presente primero en intermediarios (productos finales parcialmente estabilizados que incluyen ácidos orgánicos, y alcoholes) y después en metano y dióxido de carbono en un proceso de licuefacción/gasificación de dos etapas:

Mat. orgánica + bacterias formadoras de ácidos → Intermediarios + CO2 + H2S + H2O

Ácidos 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 a 35°C para reducir su volumen hasta un 30% y su capacidad de putrefacción , con lo que se simplifica su eliminación por lo general en terrenos agrícolas

• Tiene dos ventajas con relación al proceso aerobio: suministra energía en forma de metano y la producción de lodos es de sólo el 10% comparado con el aerobio para la misma cantidad de materia orgánica. Lo que es una gran ventaja para el tratamiento de residuos muy concentrados en donde el manejo de enormes volúmenes 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 residuales industriales y en el caso de las aguas negras o municipales la precipitación y la desinfección son los únicos procesos de amplio uso

• El tratamiento químico sólo o combinado con otros procesos , suele ser necesario para residuos que no son susceptibles de tratamiento por medios biológicos, son ejemplos la oxidación con SO2 del cianuro tóxico a cianato estable o del cromo hexavalente a la forma trivalente no toxica. Los procesos químicos son útiles además en el tratamiento de residuos municipales en donde la concentración de fósforo se reduce y se mejora la separación de sólidos por precipitación de estos contaminantes con sales metálicas

• La desinfección del efluente de las plantas de tratamiento de aguas residuales es generalmente por cloración y se practica cuando hay riesgos para la salud. La práctica 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 la desinfección de aguas residuales, aunque produce algunos efectos colaterales, como la combinación de la materia orgánica para producir trihalometanos y otras sustancias cloradas, siendo algunas carcinógenos ( causan cáncer), por lo que hay temor del peligro potencial para abasto de agua. Otro temor es el peligro que representa el Cl para la vida acuática, concentraciones de 0.023 mg/l pueden ser tóxicas para ciertas especies de peces.

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

• La desinfección con ozono, aplicada antes de la cloración reduce la probabilidad deformación 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) con

el propósito de reducir las descargas de residuos en aguas superficiales y aprovechar el contenido nutritivo en los cultivos y se alienta el uso de efluentes para irrigación y recarga de aguas subterráneas y se tiene los siguientes: de infiltración lenta, de infiltración rápida y flujo por 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 un

microentorno ideal para la sedimentación, filtración, adsorción y descomposición bacterianab. Estanques o lagunas de oxidación, también llamado laguna de estabilización, es una pileta de

tierra de 1 a 2 m de profundidad que se usa para el tratamiento biológico de efluentes municipales o industriales, las condiciones del estanque varían de aeróbicas a facultativas, hasta anaeróbicas, dependiendo del suministro de aire complementario, de la profundidad y el grado de mezclado natural o inducido. Mantener condiciones totalmente aeróbicas en un estanque de oxidación fotosintético no mezclado sólo es posible si se tratan residuos orgánicos solubles 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 fondo del estanque, en tanto que los residuos orgánicos solubles son transformados en CO2 y agua por bacteria aerobias en los niveles superiores

c. Lagunas aireadas, son un perfeccionamiento de los estanques de oxidación. En vez del uso del oxígeno de las algas o de su incorporación natural de la atmósfera se introduce aire en las lagunas por medios mecánicos o distribuidores de aire. Este suministro permite que se requieran 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 planta dotada de mecanización y control, siendo los componentes fundamentales de una planta convencional el pre tratamiento (físico y/o biológico), tratamiento primario (físico), tratamiento secundario (biológico) y tratamiento avanzado (físico y/o químico y/o biológico). No hay mayor variación en las dos primeras, es en el tratamiento biológico y en el avanzado donde existen variaciones en cuanto al diseño. En el tratamiento biológico, 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: 6. Filtro percolador7. Contactor biológico rotatorio8. 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, esta actividades tienen que ver con al menos el 1% del volumen total de los desperdicios 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 y estabilizar antes de deshacerse de ellos en terrenos

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

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

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

• Las cantidades de lodos a procesar depende del tipo de proceso de tratamiento que se emplea. El volumen de lodos que se produce por sedimentación se puede determinar si se conoce el porcentaje de separación de sólidos en suspensión y la concentración del material sedimentado

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

3.3.- Contaminación atmosférica y control• Los contaminantes del aire son sustancias que cuando están presentes en

la atmósfera afectan de manera adversa la salud de los humanos, animales, plantas, microorganismos y dañan materiales o interfieren en el disfrute de la vida y el uso de propiedades.

• Un hecho importante que sirvió como catalizador para la introducción de la Ley de aire limpio (1956) en el Reino Unido fue la muerte 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, plomo

Para los contaminantes de referencia se han fijado estándares de calidad de aire, los que se dan en las tablas siguientes

3.3.1.- Efectos de la contaminación del aire1. Efectos en la salud, por obvias razones era la consideración dominante en los primeros

episodios de la contaminación atmosférica, los materiales particulados afectan las vías respiratorias y el sistema respiratorio, agrava las afecciones respiratorias y los problemas cardiovasculares. El SO2 genera afecciones respiratorias, debilitamiento de las defensas pulmonares, agrava enfermedades respiratorias y cardiovasculares ya existentes. Los óxidos nitrosos irritan los pulmones causa bronquitis, favorece la formación de ozono en la troposfera. Ozono irrita la vista, reduce la función pulmonar, es tóxico. El plomo se incorpora por inhalación o por ingestión, puede causar ataques, retardo mental y trastornos de comportamiento

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

3. Efectos en materiales y servicios, los óxidos de azufre y de nitrógeno reaccionan en la atmósfera para formar compuestos ácidos que atacan a los metales y oros materiales susceptibles a la corrosión, particularmente dispositivos de comunicaciones, control y computadoras. El flúor es muy reactivo a concentraciones 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 condiciones naturales favorables. Ejm. Erupciones volcánicas, polvos de zonas desérticas

2. Fuentes domésticas, en las áreas residenciales las actividades domésticas son la causa 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 de generación de material particulado incluso menores a 5 µ, así como gases. Están también 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 una sola chimenea o conducto. Se tiene el NOx para operaciones de combustión a alta temperatura, SOx porcedente de la combustión del petróleo y carbón, de plantas metaalúrgicas que tratan minerales sulfurados, H2S de fábricas de papel, las emisiones de COV de las industrias de pinturas etc.

6. Transporte, en la economia actual, este sector emite un tercio del COV, NOx y Pb y más 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 rebotan unas con otras formando coágulos más grandes y precipitan. Aquellas con carga eléctrica se atraen y crecen, las partículas pequeñas pueden ser parte de gotas de lluvia y por otra parte las gotas de lluvia sirven como colectores durante su caída, hecho que se conoce como llovido y arrastre.

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

• Los gases se pueden lavar de la atmósfera por precipitación (absorción) o adsorberse (depositarse) sobre partículas sólidas y eliminarse por gravedad, también reaccionan con otros gases o partículas para formar compuestos 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, se usa la fuerza de la gravedad para separar partículas de corrientes gaseosas, se aplica ecuación de Stokes. Eficiencia del 90% para partículas por encima de 50µ

2. Colectores inerciales, usa la fuerza centrífuga para separar partículas de medios gaseosos, son de amplio uso los ciclones. 20% de eficiencia para 70 µ y 92% parab100µ

3. Colectores húmedos, o lavadores empelan el agua como medio de aglomeración de partículas finas, existen muchos diseños los más comunes 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 gran escala, se usa a bajas temperaturas de 0 a 275°C para extraer polvos secos de aire seco. De 0.5 a 100µ 99% de efiiencia

5. Precipitadores electrostáticos, son equipos electrostáticos que operan a altos voltages que ionizan a las partículas para depositarlos sobre una placa 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 reducir la emisión de los gases indeseables

1. Reducir o eliminar la producción de gases indeseables

2. Inducir a los gases a reaccionar después de su producción en procesos químicos para generar emisiones diferentes menos inconvenientes

3. Extraer de manera selectiva el gas indeseable por adsorción, depositando las moléculas de gas sobre una superficie sólida

3.3.5.1.- Procesos de absorción y adsorción

• Procesos de absorción, los absorbedores o torres rociadoras se proyectan para extraer de manera selectiva un gas específico de una mezcla de gases y son similares a los lavadores de baja presión. Cuando se requiere reducir las emisiones a concentraciones bajas, se usan torres empacadas. La figura muestra una curva típica de un equilibrio de absorción y describe la relación entre la presión parcial de un gas sobre un líquido y la concentración del gas en el líquido, en donde C* es la concentración en el equilibrio en el líquido absorbente, p la presión parcial del gas encima del líquido y p* presión parcial en el equilibrio en el gas total que corresponde a una concentración C de gas en el líquido. La velocidad de absorción queda expresada: Donde KG y KL son constantes empíricos , A área de contacto N número de moléculas

dN/dt = KG(p –p*)A = KL (C* - C)A .

• Proceso de adsorción, La adsorción selectiva de gases se consigue en lechos de adsorbente sólido a través del cual se hacen pasar los gases. El adsorbente se elige con base en su capacidad de recolectar el gas deseado. La adsorción es un proceso termoquímico muy complejo y conforme un gas se deposita sobre una superficie se calienta el sólido por desprendimiento de calor de adsorción. En ciertos casos especiales este desprendimiento puede causar la ignición de un lecho de carbón. Por razones de diseño de los adsorbedores es todavía un proceso empírico y cada fabricante ha desarrollado coeficientes patentados para una determinada configuración, mezcla de gases y calidad del gas recuperado, adsorbente, temperatura de operación, proporciones de volumen de gas a adsorbente, profundidad del lecho y gasto de gas.

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

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

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

• El área de adsorción varía desde 500 a 1500 m2/g para el carbón activado hasta 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 reducción en la cantidad de contaminantes que se producen.

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

• En los procesos de combustión se pueden alcanzar temperaturas de flama o de cámara de combustión más bajas quemando el combustible lentamente, igual los quemadores con bajo exceso de aire reducen la disponibilidad de nitrógeno.

• La recirculación de los gases de escape para diluir la mezcla de combustible y aire en la cámara de combustión interna o estacionaria también reducen la formación de NOx . Las investigaciones indican que son muchos los factores complementarios que afectan la velocidad de reacción entre el nitrógeno y el oxígeno.

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

• Una reducción de generación de NOx de 0 a 30% es posible en la actualidad 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 en desarrollo, en estos caso la superposición de un control de la contaminación puede dar por resultado u n tiempo de paro inaceptable, costos excesivos de mantenimiento y operación y altos cargos por capital e interés.

• Considerando que una sustancia no es contaminante sino causa un efecto, en las cercanías de la fuente de emisión, se utiliza la dilución para alcanzar una calidad de aire deseado. La instalación de chimeneas altas puede ser un medio más económico que la instalación de un sistema de extracción 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 fuente de emisión, caso de la lluvia ácida y metales pesado encontrados en lagos y ríos producto de la precipitaciones pluviales

• Está reconocido que los efectos de la lluvia ácida y metales pesados sólo se 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 complejos industriales, la planeación de comunidades, la identificación de las fuentes significativas y la predicción de las concentraciones de contaminantes en receptores seleccionados

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

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

• En el campo lejano ( más de 100km) las reacciones químicas y los procesos de eliminación adquieren cada vez mayor importancia, puesto que los modelos son representaciones muy simplificadas de procesos reales, las predicciones de un solo valor se deben considera 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, en esta parte sólo nos ocuparemos de los municipales que comprende áreas residenciales y comerciales junto con ciertas operaciones industriales fuente de residuos municipales no peligrosos

• La caracterización de residuos municipales es difícil a causa de la diversidad de sus componentes, muchos de los cuales no deberían desperdiciarse

• Los objetivos de la administración de los residuos sólidos son controlar , recolectar, procesar, utilizar y eliminar los RS de manera más económica congruente con la protección de la salud pública y los 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 se usarán

• 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 las construcciones, las hojas de los árboles, la basura callejera, autos abandonados y también los aparatos viejos que se recogen a intervalos esporádicos

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

• La cantidad de RS generado por una población varía en función a muchos factores, como costumbres, clima, estaciones del año, frecuencia de recolección, 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, sin embargo

no se debe descuidar la protección de la salud pública y la conservación del ambiente1.- 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 antes de 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 yutes facilita enormemente la entrega de los RS y la frecuencia es normalmente de dos veces por semana y diario en zonas comerciales o de alta densidad poblacional

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

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

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

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

3.4.5.- Separación y procesamiento de RS

1. 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 las unidades de separación el uso de la separación mecánica es indispensable, 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 base a 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 permite reducir hasta en un 90% el volumen y hasta en 75% el peso.

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

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

Existe en el mercado mundial muchas tecnologías, incluidas las de plasma 2. 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 bacteria y hongos en sustancias estables y rico en nutrientes, similar al humus conocido como abono.

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

Las bacteria termófilas: Bacillus, Clostridium y Pseudomonas, son los agentes principales 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, oxidación húmeda y los procesos biológicos como la digestión anaerobia

3.4.6.- Rellenos de tierras• En la mayoría de los países en desarrollo, aún, los RS o parte de ellos, son tirados en

los ríos, riachuelos, mar o en tierra a pesar de la existencia de normas que exigen depositar en rellenos sanitarios

• El tiradero del pueblo por lo general era o es un área baja cerca de una corriente 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 la mejora más importante se consiguió apisonando los residuos por capas y cubriéndolas con tierra al final de las operaciones de cada día

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

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

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

3.4.6.1.- Criterios para el diseño de rellenos sanitarios• Criterios establecidos por el organismo responsable de la aprobación del predio:o Accesoo Cercadoo Distancia de amortiguamientoo Excavación de zanjaso Pendientes o 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 hidrogeológica detallada

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 balance de aguas desarrollada por Tenn (1975) en base a valores promedio anuales para estimar la cantidad de lixiviado, que viene a ser igual a la precipitación que cae en el relleno menos la cantidad de precipitación que se pierde del mismo. Hasta que el relleno se satura, el agua que entra en él también se reduce en la cantidad de humedad 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 efluentes industriales con residuos sólidos

• Si los desechos tuvieran capacidad de aceptar el 15% de su volumen de líquido, se podrían absorber 15 m3 de líquido por cada 100 m3 de desechos, lo que equivale a 450 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 el lixiviado emigra a través del suelo subyacente hacia el nivel freático

• La máxima rapidez de filtración a través del suelo se produce cuando se alcanza su capacidad 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 suelo uniforme es proporcional al gradiente hidráulico que causa el flujo, se conoce como la relación de Darcy

Q = KSA Q = cantidad de líquido que fluye por un área A por unidad de tiempo = nvA K = coeficiente de conductividad hidráulica, depende del suelo S = gradiente hidráulico (cambio de elevación de la superficie de agua “libre” entre dos puntos considerados,

dividida entre la distancia que el líquido debe recorrer A = área de sección transversal bruta por el cual pasa el flujo V = velocidad a la cual viaja el líquido a través del suelo n = 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. Su tratamiento puede ser:• Procesos aerobios: El lixiviado de rellenos “jóvenes” de 2 a 5 años de antiguedad, con

relación de DBO/DQO > 0.7 se encuentra en la etapa de fermentación ácida con alto contenido 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 y contiene el nitrógeno en forma de amoniaco. Ambos lixiviados, han sido tratados con éxito en sistemas biológicos aerobios. Los sistemas de crecimiento en suspensión, como los lodos activados, son comunes para eliminar el DBO y los sistemas de película fija, como los contactores biológicos rotatorios, se prefieren para la nitrificación

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

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

3.4.6.3.- Producción de gases• El gas que se produce en los rellenos por digestión anaerobia de desechos orgánicos se

descarga a la atmósfera a través de hendiduras o pozos empacados con grava y no causa problemas. En ciertos rellenos se instalan quemadores de gas en la parte superior de los respiradores para quemar el gas. Si no se dispone de una ventilación adecuada, puede haber un movimiento lateral del gas bajo la cubierta del relleno, especialmente cuando la superficie está congelada, lo cual puede ser peligroso si el gas migra a la vecindad.

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

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

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

3.4.7.- Oportunidades futuras

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

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

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

• Incineración las perspectivas futuras de la incineración como plan integral de la administración de los residuos dependerán del publico y las autoridades encargadas de las políticas nacionales, considerando los altos costos y problemas técnicos, la contaminación del aire

• Los rellenos de tierras es el elemento común de todos los procesos de tratamiento, pues se aplica a los RS tal como se recolecta o a lo queda de ellos después del tratamiento. Par los países donde el costo es el factor determinante para la eliminación de los residuos, el entierro no procesado continuará, incluso en países muy desarrollados , donde la incineración es común y los terrenos escasean, 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 del crecimiento de los pueblos. Cada día es necesario desarrollar proyectos que lleguen a satisfacer las necesidades de los habitantes y que respondan a sus estilos de vida, pero este desarrollo es a la vez un llamado a realizar acciones responsables con nuestro planeta, el cual es cada vez más agobiado y maltratado por las acciones y los estilos de vida que resultan insostenibles

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

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

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

3.4.8.1.-Problemas que ocasionan

• Entre los impactos ambientales que provoca, cabe destacar la contaminación de suelos y acuíferos en vertederos incontrolados, el deterioro paisajístico y la eliminación de estos residuos sin aprovechamiento de sus 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 de afear 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 dedemolición triturados

Residuos Mezclados Disposición Final

Descarga ilegal

Separación de materiales de

demolicióny otros

Masas de concretoMasas de asfalto Madera generada de la construcción

Reciclaje de:AgregadosChorros de asfalto mezcladosTrozos 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 materialesde demolición)

PrefecturaGobierno

* Un cliente que falla en hacer la notificación previa oIncumple la orden de cambios debe ser multado

Notificación previa

[Orden de cambios]

Primer contratista(formula el plan de

construccióny 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, el descanso y la relajación; impidiendo la concentración y el aprendizaje y, lo que es más grave, creando estados de cansancio y tensión que pueden terminar en enfermedades de tipo nervioso y cardiovascular

• La contaminación acústica es considerada por la mayoría de la población de las grandes ciudades como un factor medioambiental muy importante, que incide de forma principal en su calidad de vida. La contaminación ambiental urbana o ruido ambiental es una consecuencia directa no deseada de las propias actividades que se desarrollan en las grandes ciudades.

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

• La causa principal de la contaminación acústica es la actividad humana; el transporte, 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 los 50 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 simple produce la formación de la onda sinusoide.

• Técnicamente, el ruido es un tipo de energía secundaria de los procesos o actividades que se propaga en el ambiente en forma de ondas complejas desde el foco productor hasta el receptor a una velocidad determinada y disminuyendo 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 proporcional al cuadrado de la presión del sonido: I = p2/ ρc

I = intensidad acústica w/ m2 ρ = densidad del medio en kg/m3 y c = velocidad del sonido en m/s• El decibelio, El oído humano percibe una enorme gama de presiones sonoras, la

potencia más débil percibida sin dolor, aproximadamente es de uno a un millón. El mismo mecanismo responde de forma relativa al cambio de presiones de sonido. Para fines de medición del ruido se emplea una escala basada en diez veces el logaritmo de las proporciones de 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 potencia sonora en dB se define: Lw = 10 log10 (W/10-12)

Lw = nivel de potencia sonora en dB para 10-12W

W = 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/p02) =

20 log10 (p/p0)

Lp = nivel de presión en dB P = presión medida

P0 = presión de referencia ( 20 µPa)

Efecto en las personas

• La sonoridad es la percepción personal de la fuerza del sonido y en cierta forma es subjetiva, 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 sonido de modo alineal. Si la intensidad física de un sonido se incrementa de forma que el sonido parezca el doble de sonoro, el nivel de presión de sonido incrementado es de aproximadamente 10 dB., en consecuencia un incremento de 10 dB significa duplicar el sonido, de igual manera disminuir en 10 dB es reducir a la mitad

• La menor diferencia discernible entre dos sonidos idénticos frecuencia y carácter es de 1 dB, pero se necesitará una diferencia de 2 ó 3 dB para que las personas noten las diferencias

• Dos sonidos con el mismo nivel de presión de sonido en dB, pero a diferentes frecuencias se percibirán con diferentes niveles de sonoridad. El daño auditivo de una fuente 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 más bajos pueden causar daño, mientras que un sonido simple superior a 140 dB puede ocasionar un daño auditivo permanente

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

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

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

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

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

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

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

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

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 valores especificados varían con el uso del suelo existente, del nivel de ruido de fondo en el área y del tipo de proyecto

• Los estándares de ruido externo especificados en viviendas cercanas o en los límites de una obra pueden variar de un LAeq (nivel continuo equivalente) 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 nivel continuo equivalente, nivel de exposición sonora y nivel de sonido en exceso durante N% de tiempo en dBA

• Como la potencia del sonido no se puede medir directamente, se mide la intensidad con instrumentos denominados sonómetros, construidos bajo la 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 presentación del Estudio de Impacto Ambiental para todo proyecto grande y en la sección de ruido se debe incluir:

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

2. Niveles probables de emisión de ruido, se identifican las fuentes potenciales de ruido, sus niveles de potencia de sonido y su localización exacta dentro del proyecto y se calculan los niveles probables de emisión externa en los límites del sitio, en las viviendas cercanas y en otros lugares sensibles al ruido

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

4. Medidas correctoras de propuestas, cuando los niveles de ruido previstos en las zonas sensibles al ruido se consideren excesivos, se deberían dar consejos 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 los elementos 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 modificar encastrando

la fuente dentro de un cerramiento de aislamiento sonoro, construyendo una barrera de ruido o colocando materiales absorbentes a lo largo de la trayectoria

3. Receptor, la protección del receptor mediante la alteración del horario laboral o mediante la provisión de protectores de oído, se aplica principalmente a aquellas personas 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 estipula obligaciones a las Partes para asegurar el manejo ambientalmente racional de los mismos, particularmente su disposición.

• El Convenio de Basilea fue adoptado el 22 de marzo de 1989 y entró en vigor el 5 de mayo de 1992. El Convenio es la respuesta de la comunidad internacional a los problemas causados por la producción mundial anual de 400 millones de toneladas de desechos considerados peligrosos para el ser humano o para el medio ambiente, teniendo en cuenta de sus características tóxicas, venenosas, explosivas, reactivas, corrosivas, inflamables o infecciosas.

• El Convenio de Basilea reconoce que la forma más efectiva de proteger la salud humana y el ambiente de potenciales daños producidos por los desechos peligrosos se basa en la máxima reducción de su generación en cantidad 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 salud humana 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 ambiente y 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 de sustancias peligrosas

• La causa principal, aunque no la única, de este aumento progresivo de la peligrosidad de los residuos es la intensificación y diversificación de la actividad industrial. La industria aparece asociada de manera muy destacada a la producción de ese grupo genérico de residuos catalogables como peligrosos cuya significación resulta cada vez más importante

• La producción mundial de residuos peligrosos podría estimarse en una cifra superior a los 350 MM Ton/año (millones de toneladas al año) y hasta próxima a los 400 MM Ton/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 la mayor parte del problema. Son también estos países los que poseen una mayor capacidad de respuesta. Los países con un crecimiento industrial importante en los últimos años presentan caracteres de una particular gravedad. Así, países como Brasil, México y Corea del Sur pueden estar en la actualidad en niveles de producción de 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 para reactores de agua pesada, ero para reactores de agua ligera o enfriamiento con 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 radioactivas por la formación de elementos transuránicos como el plutonio, americio y curio.

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

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

• Los residuos radiactivos se pueden clasificar de muy diversas maneras en función de sus características, como por ejemplo, su estado físico (es decir si son gases, líquidos o sólidos), el tipo de radiación que emiten (alfa, beta o gamma), el periodo de semidesintegración (vida corta, media o larga), y su actividad específica (baja. media, alta). Es normal verlos clasificados en residuos 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 plomo 210 y especies iónicas no radioactivas. Estos residuos causan daño al hombre y al ambiente en periodos largos, se caracterizan por los grandes volúmenes de material

2. Residuos de alto nivel, se producen en volúmenes relativamente pequeñas, es el núcleo de combustible del reactor, donde en poco tiempo el combustible nuevo se torna muy radioactivo. De producirse una interrupción e el enfriamiento del combustible en el reactor se puede destruir la integridad del revestimiento metálico y liberarse cantidades letales dentro de la estructura de contención del edificio. En plantas con operación normal, el combustible nuclear, después de uno o dos años, se extrae para insertar nuevo combustible. El combustible descargado o agotado es muy radioactivo es enfriado en pozas de agua de 5 a 7 metros de profundidad para evitar el sobrecalentamiento y la sobreexposición del trabajador y el consecuente daño a los 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 individuo irradiado, mientras que los efectos genéticos son inducidos sobre su descendencia. Los efectos somáticos se dividen a su vez en inmediatos o tardíos, en función del tiempo transcurrido desde su irradiación

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

Manejo de residuos nucleares• La gestión de los residuos radiactivos consiste en todas las actividades

administrativas y técnicas necesarias para la manipulación, tratamiento, acondicionamiento, transporte y almacenamiento de los residuos radiactivos, teniendo en cuenta los mejores factores económicos y de seguridad.

• La solución para proteger a las personas y al medio ambiente de las radiaciones que emiten los radionucleidos contenidos en los residuos radiactivos, consiste en aislarlos de tal modo que, durante los períodos que permanezcan activos -que pueden variar desde semanas a miles de años- éstos no salgan a la biosfera por ninguno de los caminos posibles y posteriormente, a través de las cadenas tróficas, puedan llegar al ser humano.

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

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

a) Los residuos de baja y media actividad se caracterizan por tener actividades específicas moderadas y los radionucleidos que están presentes en ellos tienen períodos de semidesintegración menores de 30 años. Para mantener aislados los residuos de baja y media actividad existe un amplio consenso en las opciones de almacenamientos en superficie con barreras de ingeniería, o subterráneos a poca profundidad

b) Los residuos de alta actividad en países en el que no se reprocesa el combustible para separar el uranio y el plutonio del resto de los productos generados en la fisión, son los propios elementos combustibles, que, una vez agotada su capacidad útil de ser fisionados, se sacan del reactor y se almacenan en las piscinas de la central nuclear para su enfriamiento y almacenamiento provisional. En los países en que se reprocesa el combustible gastado, los residuos de alta actividad son también los productos de fisión vitrificados y otros residuos, que contienen emisores 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) como el vertido en basurales amenazan la salud humana y ambiental.

• Los grandes hospitales urbanos generan más de dos millones de toneladas de residuos por año. Sin embargo, varios hospitales en países no industrializados vierten todos los residuos juntos, desde la basura de la recepción del establecimiento hasta los residuos del quirófano, y los queman en incineradores. A lo largo de los años, se descubrió que la incineración es la principal fuente de dioxinas, mercurio y plomo altamente tóxicos y de otros agentes contaminantes peligrosos al aire que amenazan la salud humana y el ambiente.

• Además, algunos hospitales y clínicas urbanas y muchos establecimientos rurales en el mundo menos industrializado simplemente desechan los residuos patogénicos con el resto de los residuos comunes y ponen en riego de contagio de enfermedades a la población de recuperadores informales. Las jeringas y las agujas descartadas pueden provocar la propagación de patógenos transmitidos por sangre como el VIH y la Hepatitis. Otros queman los residuos en terrenos abiertos o en pequeños incineradores sin ningún dispositivo de control de la contaminación, y de este modo, exponen a las comunidades afectadas por la dirección del viento a subproductos como dioxinas y mercurio, y generan cenizas potencialmente peligrosas.

• Los hospitales también generan residuos químicos, farmacéuticos y radioactivos, todos ellos en pequeñas cantidades, que requieren un manejo especial. Por otra parte, en los hospitales también se generan grandes cantidades de residuos comunes como envases, papel, comida, etc., que pueden llegar a representar alrededor del 80% de la corriente de residuos.

• Si los residuos hospitalarios no se queman, pueden terminar descartados junto con los residuos comunes. En los lugares donde esto sucede, los cartoneros enfrentan un peligro diario, especialmente en los países donde resulta posible revender algunos de los elementos presentes en los residuos, por ejemplo jeringas, para su uso ilícito.

• En los países más pobres, una de las dificultades para asegurar el manejo adecuado de los residuos hospitalarios es la falta de fondos. Muchos de los donantes que realizan trabajos fundamentales con el objeto de fortalecer los servicios de atención de la salud entregan insumos hospitalarios y organizan programas de vacunación, pero no prevén medidas para la gestión de los residuos generados en estos establecimientos. La Organización Mundial de la Salud solicitó formalmente a todos los donantes que se ocuparan de asignar un presupuesto adecuado para evitar que las personas o el medio ambiente sufrieran las consecuencias de los residuos generados por estos 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 de contaminantes tóxicos y cenizas con contenido de elementos altamente peligrosos. Por recomendación de la OMS la práctica de la incineración está siendo reemplazada por otros métodos

• Minimización y segregación de los residuos: Hasta un 80% de los residuos generados en los centros médicos no son peligrosos sino comunes como los que se generan en el hogar o la oficina. Si no se los mezcla con residuos más peligrosos, la mayor parte puede reutilizarse o reciclarse. Esto puede reducir el dinero que se destina a tratamiento especial y disposición e incluso puede generar ahorros al reutilizar elementos que deberían ser comprados nuevamente caso contrario y/o ingresos a partir 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 para reducir la cantidad de dioxinas generadas por la incineración Las tecnologías de uso más frecuente son los autoclaves y microondas que usan altas temperaturas para matar los microorganismos presentes en los residuos, para luego disponerlos junto con los residuos sólidos urbanos comunes, también se tiene la Pirólisis, Gasificación y Plasma

• 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 de materiales plásticos, es la amplia gama de materiales de las que ahora disponemos

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

• Los compuestos para desengrasar, los conservadores de madera, los plaguicidas, los metales pesados y otros contaminantes tóxicos que se descargan junto con los residuos industriales líquidos pueden tener efectos de largo plazo en la salud humana, los cuales no se manifiestan hasta años después de su introducción en el ambiente

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

• La mayor parte de los residuos peligrosos no son manejables por procesos convencionales y ante el creciente costo de eliminación las industrias han tratado de reciclar y recuperar más residuos y reducir al mínimo la cantidad 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 considerable desde la década de 1980, pero aún no es claro el camino ni el mecanismo de su efecto en la salud humana ni en los ecosistemas, más aún en casos de exposición crónica a bajo nivel

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

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

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

• Es más fácil detectar los efectos de residuos peligrosos mal manejados en la flora y fauna locales que en aguas subterráneas. De hecho el análisis de insectos, peces y vida silvestre expuestos ahora es común en las evaluaciones 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 hasta efectos a largo plazo (carcinógenos, mutagénicos, etc)

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

Los combustibles fósiles, materiales orgánicos y los RSM son fuentes comunes que desprenden sustancias orgánicas cloradas tóxicas cuando se incineran. La adsorción de estos compuestos en el polvo 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, pueden acumularse 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 y contaminan 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 capacidad de transporte y disponibilidad de metales

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

3.6.5.- Identificación de residuos peligrosos

• El enfoque más sencillo para identificar los residuos peligrosos, consiste en clasificarlos en categorías generales como radioactivos, inflamables, tóxicos o explosivos. Clasificación que facilita la intervención de los bomberos o similares en casos 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 de sustancias, procesos y residuos considerados como peligrosos

• Otros países amplían la clasificaciones generales fijando concentraciones máximas de contaminantes específicos

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

• Las normas legales de cada país considera los procedimientos de identificación de residuos 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: 7. Norma técnica: Procedimientos para el manejo de Residuos Sólidos Hospitalarios (R.M. N° 217

- 2004 / MINSA)8. Reglamento de la Ley N° 27314, aprobado mediante Decreto Supremo N° 057-2004-PCM el 24

de julio del 2004; 9. Ley Nº 27314, Ley General de Residuos Sólidos aprobada el 21 de julio del 2000; 10. Norma del IPEN-Manejo Seguro de los Deshechos Radiactivos, aprobada por Resolución

Presidencial N° 009 -95 IPEN/ANM, el 19 de julio de 1995;11. 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;

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

13. 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.