UNIVERSIDAD NACIONAL DE mGENIERÍA

FA C ETA D DE INGENIERÍA AMBIENTAL

MANEJO Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE UNA REFINERIA DE INDIO

TESIS

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO SANITARIO

LUIS ROJAS Z E G ^ ^

LIMA - PERU 1 9 9 6

OQHVoia 's 31AVW ‘vhihvw ‘ANVJAHi ‘owasnino

:SOPIH 3 VINOS VSOdS3 IW V

AGRADECIMIEOTO:

A m i A s e s o r I n g .

G U I L L E R M O L E O N

SUEMATSU y Lie.

MARTHA MI AS HI R O

MIASHIRO

A todas aquellas personas

que de alguna manera

c o l a b o r a r o n c o n el

desarrollo de la Tesis,

especialmente a Ricardo

Estrada M.

ÍNDICE

ANTECED^TES HISTÓRICOS - 1 -

R E S ^ ^ ^ ............................................................................................................................................... - 31 -

W TRODUCCIÓN..................................................................................................................................- 4 -

CAPÍTULO I

ASPECTOS G E ^ ^ L E S - 6 -

1.1 Característiras de los Efluente C ontam ínete con Cobre, Plomo

y Offos M etales............................................................................................................. - 6 -

1.1.1 Composición de las aguas residuales ..........................................................- 7 ­

1.1.2 Efectos damnos de las aguas residuales ................................................. - 9 ­

1.2 Principales Efectos de los Metales Contaminantes en los Cursos

Receptores ................................................................................................................... - 1 3 ­

1.2.1 E fetos sobre los r ío s ................................................................................. - 14 -

1. Las sales inorgánicas....................................................................... - 1 5 ­

2. Los ácidos y á lca lis .......................................................................... - 17 -

3. La materia orgánica.......................................................................... - 1 9 ­

4. Los sólidos en suspensión ............................................................. - 1 9 ­

5. L e sólidos y líquidos flotantes................... « .............................. - 2 0 ­

6. Agua a elevadas temperaturas...........................................................-2 1 -

7. C o lor................................................................................................... - 22 -

8. Productos qumicos tóxicos ......................................................... - 23 -

1.2.2 Efectos nocivos de los metales en el hom bre....................................... - 2 4 -

1.3 Asprctos Generales Relativos a Desagües Indusmales - 3 1 ­

1.3.1 Principios de leg islación - 3 1 ­

1.3.2 Leyes contta la con^minación en el Perá - 34 -

l

1. d eificación de los cuerpos de agua la

d y General de A g u a s ................................................................... - 39 -

2. El Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales . . . - 43 -

3. Reglamento de drerargas indusmales

(comerciad e indusmales) de SEDAPAL - 46 -

a. Residuos mdusttiales no admisibles en las red^ de

de^güe......................................................................................... - 47 -

1.3.3 Ley conto la con^^ m ción por aguas residuales en ocre pa^^ . - 48 -

1. Agu^ residuales urbana e industáales en Francia................... - 49 -

2. Agu^ residuales de E sp r n a ......................................................... - 54 -

3. Descarga de agu^ residuales en A lem ania............................... - 56 -

a) Sistema de calificación de la calidad de agua en

Alemania ................................................................................... - 56 -

4. Pacones de calidad ambiental del agua en el B rasil................ - 61 -

CAPÍTULO II

OBTENCIÓN DEL W D IO ............................................................................................................. - 65 -

2.1 Generalidades...........................................................................................................- 65 -

Inttoducción ............................................................................................................. - 65 -

2 . Historia .............................................................................. : .............................. - 67 -

3. Producción Mun&al de Indio ......................................................................... - 68 -

4. Precios del Indio en Estados Unidos.

- 69 -

5. Usos del In d io ......................................................................................................- 69 -

ó.Materia W m a ..................................................................................................... - 70 -

1 1

CAPÍTULO III

PROCESOS DE REFMACIÓN DEL ^ D IO - 72 -

3.1 G en eraÜ & d e........................................................................................................... -7 2 -

3.2 Diagrama de F lu jo ................................................................................................... - 76 -

3.3 Refinación del Indio................................................................................................. - 77 -

3.4 Moldeo Y Sellado ................................................................................................... - 82 -

3.5 C onclusión^.............................................................................................................. - 82 -

CAPITULO IV

CARACTEWZACIÓN DE LOS EFLUENTES LÍQmDOS

RESIDUALES ^D U ST R IA LE S................................................................................................... - 86 -

4.1 G e n e r d i& d e ........................................................................................................... - 8<5 -

4.1.1 Concepto de agua residual ...................................................................... - 87 -

4.1.2 Clasificación de las aguas residuales ...................................................... - 87 -

4.1.3 Necesi&d de la separación de redes para el ttatamiento

eficiente de las ag ü e residuales................................................................ - 89 -

4.2 Aguas de Refrigeración ......................................................................................... - 9 1 ­

42.1 Fuente de las Aguas de Refrigeración.................................................... - 9 1 ­

4.3 Aguas Residuales Industtiales.............................................................................. - 95 -

4.3.1 Origen, deificación y composición de las agü e residuales

industtiales - 9 6 ­

4.4 Métodos de Aforamiento .................................................................................. - 9<8 -

4.5 Métodos de M uestteo.............................................................................................. - 99 -

4.5.1 A suetos generales de..un muestteo ...................................................... - 9 9 ­

4 .5 2 Tipos de m u estta - 102 -

1. Muestta instantánea...................................................................... - 102 -

2. Muestta compuesra ............. .. ...................................................... - 104 -

- iii -

4.5.3 M u^^ro m an u al...................................................................................... - 106 -

4.5.4 Muesrao Autom ático.............................................................................. - 106 -

4.5.5 Freraencia de muratteo ......................................................................... - 107 -

4.5.6 Identificación^ de las m u esca s............................................................ - 108 -

4.5.1 Manejo de las mu^rns ......................................................................... - 1 ( $ -

4.5.8 Reservación de las muestos ................................................................. - 1 1 1 ­

4.5.9 E qui^s de m u rceo .............................................................................. - 1 1 2 ­

4.5.10 Medición de c a u c e s en comente y conductos por gravedad . . . - 130 -

4.6 Rraultados O btenidos............................................................................................ - 146 -

4.6.1 Valores obtenidos en los 5 días de muKttro de raudal,

tem^ratura y p H ...................................................................................... - 147 -

4.1 Discusión de los Resultados Obtenidos............................................................ - 152 -

4.7.1 Caudal del efluente .................. '............................................................. - 1 5 2 ­

4.1.2 El pH del E fluente................................................................................... - 1 6 0 ­

4.7.3 La T^peratura del E fluente................................................................ - 167 -

C A P Iim O V

^ ^ ^ O Y TRATAM I^TO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA

R E ^ ^ ^ U DE ^ D I O ................................................................................................................. -Y.14-

5.1 Generación del Cemento de Indio .................................................................... - 174 -

5.2 pH de las Aguas Residuales ............................................................................... - 174 -

5.3 Metales Generados en las A ^ ^ Rraiduales.................................................. - 175 -

5.4 N eu ^ ^ a ció n Y Precipitación de los M etales............................................... - 176 -

5.4.1 Uüliración de c a l ...................................................................................... - 176 -

5.4.2 U ^ ^ c ió n de la r a f e a ............................................................................ - 177 -

5.4.3 Trat^iento de Efluentes Contaminantes por Oxidación B a c te ^ - 179 -

5.4.4 Utíliración de soda cáustica .................................................................. - 183 -

IV

5.4.5 Selección del reactivo de neuttalización ............................................ - 184 -

5.6 Dimensionamiento de Unidades.......................................................................... - 185 -

5.6.1 Diseño del sistema de ttampa de grasas - 1 & -

5.6.2 Diseño del Tanque de Homogenización - 187 -

CONCLUSIONES Y RECOM^DACIONES .................................................................... - 194-

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................. - 197 -

ANEXOS

Anexo 01. Fotos ........................................................................................................... - -

a. Equipo Utilizado para el m u estteo ....................................................... - -

b. Vista de la Plante de Indio y Tanque de R e cu la c ió n de Indio. - 201 -

c. Vista de la Torre de Absorción de piedra caliza Forma

Ascendente.................................................................................................... - 202 -

Anexo 02. D e ^ le del tanque de agua y lechada de cal......................................... - 203 -

v

ANTECEDENTES

HISTÓRICOS

El indio fue descubierto en 1863 por E. Raich y T. Richter en la escuela de minas de Freiburg cuando se encontraban examinando un mineral de la localidad. Fue denominado Indium por la característica de sus líneas espectrales de color índigo azul al espectrógrafo.

Estado natural'El indio está muy distribuido en la naturaleza y no se encuentra en estado nativo.En las plantas de cobre, plomo y zinc de las minas del centro del país se encuentra el indio asociado a los concentrados respectivos en pequeñísimas cantidades que varía entre 1 a 2,5 onzas por tonelada en los concentra­dos de plomo y cobre y de 4 a 6 onzas por tonelada en los concentrados de zinc.

1

En una planta de cobre y plomo gran parte del indio se pierde en los procesos de estrificación de fundición y sólo de 10 a 15% del total de indio, llega a concentrarse en algunos productos intermedios, como por ejemplo, humos condensados de tratamiento pirometalúrgicos que actual­mente no se procesan en nuestro país.

Del proceso de la obtención del zinc, casi el total del indio se concentra en el residuo de lixiviación del concentrado tostado, alcanzando 12 a 20 onzas por tonelada. Cincuenta toneladas de este residuo se trata diariamente en la planta de tratamiento de lixiviados de zinc para la recuperación integral de los valores asociados al zinc, obteniéndose un concentrado que contiene 10% de indio.

2

RESUMENEl sistema de recuperación del cemento de indio se lleva a cabo en una serie de cuatro tanques utilizando placas de aluminio como ánodos de recuperación. Este proceso origina un efluente ácido con una concentración alta de grasas, solventes y metales de solución, el cual es descargado directamente al río Mantaro sin tratamiento alguno, contribuyendo así a la contaminación del mismo. Para lo cual el presente trabajo de tesis plantea una revisión de las leyes contra la contaminación en le Perú y otros países, caracterización de efluentes líquidos residuales, neutralización del efluente ácido producido por la solución barren de la refinación del indio, utilizando cal, NaOH, piedra caliza para la formación de hidróxidos y así hacer precipitar los metales en solución presente en el efluente, dimensionamiento y diseño de un tanque de homogenización y así mitigar el efecto del efluente ácido.

3

mTRODUCCIÓN

La planta de indio, con una capacidad para producir 20.000 onzas troy por día, tiene como característica fundamental la utilización del solvente orgánico fosfato monoácido 2 etil exil que extrae el indio mediante un proceso de intercambio iónico. La planta de recuperación de indio refinado actualmente produce 100.000 onzas troy por mes con una pureza de 99.99%

Desde 1945 hasta 1951 el Departamento de Investigaciones Metalúrgicas produjo indio refinado de 99.8% en pequeña escala y utilizó como materia prima el dross de plomo reducido metal estaño indio en un horno conocido como "rocking furnace".

La materia prima es el concentrado con 10% de indio que se obtiene en la planta de tratamiento de residuos

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lixiviados de zinc, que trata 50 TM por día de residuo seco con un contenido de 0,08% de indio.

El residuo lixiviado de zinc que es la materia prima para la planta de tratamiento de residuos de zinc procede de la planta electrolítica de zinc de 210 TM de zinc metálico.

Si las condiciones del mercado internacional lo permitie­sen y se construye una planta industrial para tratar todo el residuo lixiviado producido en la zona de producción se requeriría de una planta de indio de mayor capacidad. El Perú estaría en condiciones de exportar 1 000 000 de onzas troy de indio refinado por año.

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CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS EFLUENTES CONTAMINANTES CON COBRE. PLOMO Y OTROS METALES

En la naturaleza, el agua pasa por un ciclo natural y continuo como consecuencia de la evaporación y la precipitación. En las distintas fases de este ciclo, el hombre utiliza el aguas con diversos propósitos, como por ejemplo, para alimentar plantas hidroeléc­tricas, para la navegación, irrigación, abasteci­miento de agua potable, recreación, etc. La amplia­ción de los sistemas de alcantarillado en comunida­des, el incremento de la industrialización la fusión de pequeñas y medianas compañías locales para convertirse en grandes empresas, el establecimiento

6

de rellenos sanitarios y otras medidas para la disposición de aguas residuales, han provocado una situación en la cual el caudal de las aguas residua­les que ingresa a las aguas naturales sobrepasa la capacidad de autopurificación de estas últimas.

Con el transcurso del tiempo, ha sido necesario introducir continuamente regulaciones legislativas, cada vez más enérgicas, destinadas a proteger estos cuerpos de aguas, a fin de evitar la contaminación y la sobrecarga impuesta a las aguas naturales por sustancias contaminantes y dañinas, haciendo posible el uso del agua para múltiples propósitos en regio­nes industrializadas y densamente pobladas.

El resultado logrado es el incremento y desarrollo de sistemas de tratamiento de aguas residuales, asi como las previsiones necesarias para la recolección y transporte de las mismas.

1.1.1 Composición de las aguas residualesAdemás de las propiedades físicas, las aguas naturales contienen componentes de sustancias activas e inactivas. En las aguas superficia­les también se pueden encontrar plantas y animales.

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Aún en la forma de lluvia, el agua adquiere partículas orgánicas (gases, microorganismos y trazas de amoníaco y nitratos) en su paso por la atmósfera. En las zonas industriales, se han encontrado hasta 50 mg/lt de ácido sulfúrico en el agua de lluvia. En las cerca­nías de las fábricas el agua de lluvia tam­bién contiene ácido carbónico, ácido clorhí­drico, ácido nítrico, así como óxidos de plomo, zinc, cobre y otros metales, y también hollín y fenoles. Los metales que se obtienen como materia residual propias de los procesos de refinación del indio son: plomo y el cobre con plomo, cobre zinc, cadmio, hierro, plata, y el grupo de metales que en adelante como los residuos anódicos, el arsénico, antimo-nio, berilio, bismuto y teluro. A esto sesuman otras sustancias: ácido sulfúrico,ácido hidrofluorsilícico, sulfato ferroso,sulfato de cobre, sulfato férrico, óxidos de cobre y sulfato de cobre y sulfato de calcio. Muchas de estas sustancias solubles e insolu­bles presentes en el suelo, incluidas las excretas, son acareadas por el agua de lluvia hasta las aguas superficiales.

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El presente estudio se refiere a un afluente contaminante, como resultado de la obtención del indio refinado.Problema de los metales pesados (plomo, Fe, Mn, cobre, cadmio y zinc). El metal residual anódico (arsénico) y la acidez en efluente líquido residual industrial de la refinería de indio.

1.1.2 Efectos dañinos de las aguas residualesSe considera que las aguas residuales son dañinas cuando impiden o perjudican el uso normal del agua o cuando acarrean hasta las aguas naturales productos residuales conside­rados como nocivos. Pueden producirse daños directos, por ejemplo, cuando:* El agua es usada para el cultivo de

peces.* Las playas son utilizadas por los

turistas.* Los mares, lagos, ríos son utilizados

para el abastecimiento de agua potable o' constituyen áreas recreativas, etc.

El daño puede cuantificarse y compararse con los costos (de inversión y operación) del tratamiento de las aguas residuales. Es

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posible demostrar fácilmente las ventajas económicas que pueden lograrse cuando las plantas de tratamiento de aguas residuales son eficientes.

Existe una vida animal y vegetal muy variada en los cursos de agua que no han sido conta­minadas por las aguas residuales, desde bacterias acuáticas, microbios, crustáceos y mariscos, hasta peces, reptiles, mamíferos y aves. La flora abarca desde formas menores de algas acuáticas y de pantano hasta árboles que suelen crecer en las cercanías de las aguas, como por ejemplo alisos y sauces. Todavía no se conoce completamente la función ecológica de cada forma de la vida ni su interdependencia, por ejemplo en lo que respecta a la purificación biológica del agua.

Las aguas residuales pueden destruir comple­tamente un sistema ecológico y, de esta manera, eliminar una fuente de recursos naturales y de producción de alimentos. También puede ocasionar pérdidas en la acti­vidad turística.

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Adicionalmente, se producen pérdidas económi­cas al desechar en las aguas residuales valiosas sustancias utilizadas en los proce­sos de producción, en vez de recuperarlas mediante el reciclaje. Muchas de estas sus­tancias podrían ser recuperadas y reutiliza­das en la elaboración de otros productos.

Las aguas residuales que presentan efectos excepcionalmente tóxicos sobre los seres humanos y animales son aquellas que contienen los siguientes componentes:* Solventes orgánicos.* Compuestos orgánicos halógenos.* Compuestos orgánicos fosforados.* Sustancias con efectos cancerígenos

demostrados.* Sulfuro de hidrógeno.* Cianuro.* Fluoruro.* Metales pesados y compuestos de estos

metales.* Organismos patógenos y huevos de pará­

sitos vivos.

El mayor contaminante de las aguas naturales es la descarga de aguas residuales provenien-

11

tes de las ciudades y de las industrias. El resultado de esta contaminación se refleja en una considerable modificación de las propie­dades de agua natural.

Cuando se considera la reutilización del agua, ésta deberá ser tratada de antemano. En algunos casos el tratamiento es tan complejo para ciertos usos que resultan antieconómi­cos.

Otros efectos negativos en el agua natural son causados por:* Aguas residuales que reducen en gran

medida el contenido de oxígeno debido a sus constituyentes, los que son química o biológicamente oxidables y consumen el oxígeno disuelto del agua natural mediante la oxidación de com­puestos orgánicos (carbohidratos, grasas, proteínas, etc.) amoníaco, nitritos y sulfitos.

* Aguas residuales con alto contenido de lodo sedimentable. Sus componentes pueden ser de origen mineral u orgáni­cos (por ejemplo residuos de levadura

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de fábrica de vinícolas). Los sólidos que pueden descomponerse orgánicamente son los que causan mayor daño al reac­cionar con el lodo sedimentado o pro­duciendo la flotación del mismo.

Las aguas residuales que contienen agentes fertilizantes, es decir, nu­trientes tales como compuestos de nitrógeno y fósforo (por ejemplo sul­fato de amonio y nitrato de amonio) que son accesibles para las algas y plantas acuáticas superiores.

1.2 PRINCIPALES EFECTOS DE LOS METALES CONTAMINANTES EN LOS CORSOS. RECEPTOOS

El agua constituye uno de los recursos más importan­tes del hombre. El agua potable es fundamental para la vida; las civilizaciones siempre se han ubicado cerca de los ríos, lagos, manantiales para poderse abastecer de agua. Las civilizaciones modernas han desarrollado técnicas para transportar el agua a grandes distancias y han logrado administrarla de tal manera que pueden usarla y reutilizar en forma

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adecuada. Sin embargo, la industrialización y la alta densidad de la población generan nuevos aspec­tos en los problemas de la contaminación del agua.

La contaminación del agua ha constituido un problema desde que los seres humanos se han congregado en ciudades. A lo largo de siglos, los albañales abiertos y el abastecimiento de agua contaminada fueron una fuente común de enfermedades y muerte.

1.2.1 Efectos sobre los ríosLas aguas residuales industriales afectan de algún modo la vida normal de la corrientes de agua. Este efecto puede ser suficiente para hacer que la corriente no sea aceptada para su uso como agua como bebida, baño, pesca, etc.Los ríos pueden asimilar ciertas cantidad de residuos antes de llegar a estar contamina­dos. En líneas generales, cuanto más caudalo­sos, rápidos y aislados estén los cursos de agua, más cantidad excesiva de contaminante produce unos perjuicios. Calificar a un curso de agua, como contaminada, por lo tanto, significa, que el curso de agua, contiene en exceso de uno o varios contaminantes especí­ficos. Pueden causar contaminación las si-

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guientes sustancias:Sales inorgánicas Agua a temperatura elevada.

Ácidos y/o álcalis Productos qufaicos tóxicos.

Materia orgánica Microorganismos patógenos

Sólidos en suspensión Materiales radiactivos.

Líquidos, sólidos flotantes Compuestos que producen calor.

Rpumas

1. Las sales inorgánicasEstán presentes en la mayor parte de los residuos industriales lo mismo que en la naturaleza. Endurecen el agua y hacen que no sean utilizable para usos industria­les, domésticos y agrícolas. Se indican a continuación solamente algunos de los problemas que genera la utilización de agua dura.

Las aguas cargadas de estas sales produ­cen incrustaciones en los sistemas de distribución de agua, lo que aumenta la resistencia de la circulación y disminuye su capacidad de transporte. Las aguas duras dificultan el teñido en las indus­tria textil, la elaboración de la cerveza y rebajan la calidad del producto en la industria de conservas. El sulfatomagné-

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sico, un constituyente particularmente molesto de las aguas duras, tienen efec­tos purgantes en las personas. El ion cloruro aumenta la conductividad del papel aislante eléctrico; el hierro pro­duce señales y manchas en las tablas blancas manufacturadas en las fábricas textiles y en los papeles de calidad producidos en las fábricas de papel y los carbonatos originan una capa en los si­guientes tratados en las fábricas de conservas. Otros tipos de agua dura pro­ducen incrustaciones en los tubos de las calderas dificultando la conducción del agua. Esta situación llamada "incrusta­ción de calderas" disminuye su rendimien­to y aumenta el costo de producción.

Otra desventaja es que, bajo condiciones adecuadas, las sales inorgánicas, espe­cialmente del nitrógeno y fósforo aumen­tan el crecimiento de microorganismos y algas en las aguas superficiales. Aunque las algas son una forma secundaria de contaminación puede ser de extrema impor­tancia. Tiene la ventaja que añaden oxí­geno disuelto a la corriente, pero es

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perjudicial la carga orgánica que implica su muerte.

Hay otro aspecto del problema, una ausen­cia total de sales produce una agua co­rrosiva y sin gusto, mientras que un cierto grado de dureza aumenta el desa­rrollo de una película protectora en la superficie y da al agua más sabor.

2. Los ácidos v álcalisLos ácidos y álcalis descargados por plantas industriales o de otro tipo hacen que un rio no sea apto para usos recrea­tivos como el baño o pasear en la barca, o para la propagación de los peces o de otra forma de vida acuática.

Se ha demostrado que las concentraciones altas de ácido sulfúrico para bajar el pH a menos de 7,0 ó cuando no hay cloro libre presente, causan irritación a los ojos de los nadadores, rápida corrosión en los cascos de los barcos y deterioro de las redes de los pescadores. La toxi­cidad del ácido sulfúrico para la vida acuática está en función del pH que re-

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suite. Generalmente el pH en una corrien­te no debe ser menos de 4,5 ni mayor de 9,5 si se pretende que los peces sobrevi­van, sin embargo, se pueden encontrar valores de pH tan bajos como 2 y tan altos como 11 en la proximidad de los vertidos industriales.

El hidróxido de sodio muy soluble en el agua afecta la alcalinidad y al pH. Se encuentra en aguas residuales de muchas industrias, inclusive las que producen jabón, tintes, reutilización de neumáti­cos y curtidos de pieles. Se ha encontra­do que los cursos de agua que contienen tan solo 25 ppm de NaOH son mortales para los peces. Éste álcali en aguas de calde­ra puede causar fragilidad en las con­ducciones por su acción cáustica. Las plantas de tratamiento de agua pueden estar también peligrosamente afectadas por estos contaminantes; por ejemplo, las plantas de tratamiento que utilizan sul­fato de alúmina como coagulante, a menudo se encuentran con concentraciones de ácidos o álcalis que dificultan la forma­ción de los flóculos.

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3. La materia orgánicaConsume el oxígeno de los ríos y crea olores, gustos desagradables en general, y condiciones sépticas. Los peces y la mayor parte de la vida acuática se asfi­xian por falta de oxígeno y la concentra­ción de éste combinadas con otras condi­ciones determina en los ríos la vida o la muerte de los peces. Se sabe que, en general, el límite para la supervivencia de los peces es de 3 o 4 ppm de oxígeno disuelto. Sabemos que algunas especies no pueden sobrevivir en aguas que contienen 3 ppm de OD, mientras que hay especies que no se ven afectadas, ni siquiera levemente, por un nivel bajo de OD. Por ejemplo, la trucha es un pez muy sensible que necesita por lo menos 5 ppm de OD mientras que la carpa es un pez que se alimenta de peces muertos y es capaz de sobrevivir con apenas 1 ppm de OD.

4. Los sólidos en suspensiónLos sólidos en suspensión se precipitan en el fondo o se depositan en las orillas y se descomponen causando olores y la disminución de oxígeno en las aguas delo

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río. Frecuentemente, los peces se mueren a causa de esta súbita baja del contenido de oxígeno en la corriente y los sólidos que se precipitan en el fondo pueden cubrir las zonas de desove y reducir la propagación. Si hay lodos apreciables a simple vista, se crean condiciones desa­gradables e impiden la utilización del río como área recreativa. Estos sólidos también aumentan la turbiedad de las aguas. Aunque en cada corriente es dife­rente la cantidad de sólidos que pueden transportar sin'peligro, la mayor parte de las autoridades de control de la con­taminación, especifican que los sólidos en suspensión pueden ser vertidos única­mente si su concentración no impide el uso adecuado de las aguas.

5. Los sólidos y lívidos flotantesComprenden aceites, grasas y materiales que flotan en la superficie y dan al río un aspecto desagradable e impiden el paso de la luz a través del agua, retardando el crecimiento de las plantas. Algunas objeciones específicas a las grasas en las corrientes son:

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Interfieren con la reaireación natu­

ral;son tóxicos a ciertas especies de peces y de vida acuática; destruyen la vegetación a lo largo de los cauces con la consecuencia ero­sión;causan dificultades en los tratamien­tos de aguas, dando olor y sabor y produciendo una película muy fuerte en los filtros;crea una película muy desagradable en la superficie del agua.

6. A ^ a a elevadas temperaturasEl incremento de la temperatura de la corriente producido por un vertido, como agua de condensadores, tiene diferentes aspectos adversos. Las aguas de los ríos que varían de temperatura rápidamente son de tratamiento difícil en las plantas municipales e industriales y una corrien­te con agua de temperatura elevada origi­na problemas en la refrigeración indus­trial. Por otra parte, como el agua ca­liente tiene una densidad menor que la fría se produce una estratificación que

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es causa de que la mayor parte de los peces se retiren a la zona profunda de la corriente. Puesto que hay menos oxígeno en el agua caliente que en la fría, la vida acuática sufre y hay menos oxígeno para la degradación natural biológica de cualquier contaminación orgánica descar­gada en las aguas superficiales calien­tes. También se incrementa la acción bacterial en altas temperaturas, lo que produce una acelerada disminución de los recursos de oxígeno en el río.

7. ColorEl color un indicador de la contamina­ción. Los componentes presentes en las aguas residuales absorben una cierta longitud de onda de luz y reflejan las restantes, un hecho ya conocido para indicar la razón del color en los ríos. El color interfiere con la transmisión de la luz solar en la corriente y por lo tanto disminuye la acción fotosintética. También puede interferir la absorción de oxígeno de la atmósfera, aunque no exista una prueba positiva de este hecho.

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La contaminación visible frecuentemente

causa más problemas que la contaminación invisible,' el valor de la propiedad de­crece a lo largo de un rio contaminado visiblemente y muy poca gente nadará, paseará en una barca o pescará en una corriente que está fuertemente coloreada por aguas industriales residuales. Además las plantas de tratamiento municipales e industriales tienen dificultad, para eliminar altos contenidos de color del agua bruta.

8. Productos mímicos tóxicosTanto los productos orgánicos como los inorgánicos, incluso en concentraciones extremadamente bajas, pueden ser peligro­sas para los peces de agua dulce y para diferentes microorganismos acuáticos. Muchos de estos compuestos no se eliminan en plantas de tratamiento, y tienen un efecto acumulativo en el sistema biológi­co.

Casi todas las sales, incluso en bajas concentraciones, son tóxicas para cierta forma de vida acuática. Se sabe que los cloruros son tóxicos para peces de agua

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dulce en concentraciones de 400 ppm, como son los compuestos de cromo hexavalente en concentraciones de 5 ppm. Las concen­traciones de cobre tan bajas como 0,1 a 0,5 ppm son tóxicas para las bacterias y otros microoganismos aunque las larvas de ostras para desarrollarse necesitan una concentración de cobre de unas 0,05 a 0,05 ppm, las concentraciones mayores de 0,1 a 0,5 ppm son tóxicas para algunas especies. Las tres sales se encuentran frecuentemente en las aguas de los ríos.

i OOtros iones metálicos tóxicos son: Cu ,iCr , Zn ^, CN, que impiden la oxidación

biológica y limitan la acción de las enzimas para oxidar la materia orgánica.

1.2.2 Efectos nocivos de los metales en el hombre

La división de los elementos en metales y no metales es una clasificación adoptada por conveniencia. La subdivisión exacta no es posible puesto que algunos elementos compar­ten características de los metales y de los no metales. Estos híbridos son conocidos como metaloides semimetales, y entre ellos están

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el antimonio, arsénico, bismuto, sílice, selenio y el telurio. Cuando nos referimos a los metales, en este estudio, nos estaremos refiriendo a los metales y metaloides en general como metales contaminantes.

Hemos explicado la naturaleza de los efluen­tes contaminados con metales. En general son nocivos para todo tipo de vida al ingerirse de algún modo; o al llegar a los cursos superficiales se mantienen en solución dis­puestos a combinarse con cualquier elemento, siempre que se den las condiciones respecti­vas, corriendo el riesgo además de ser inge­ridos por los animales o lo que es peor, arriesgando la salud pública al contaminar las fuentes de abastecimiento de agua pota­ble. Un metal puede penetrar en los tejidos sin actuar como veneno. Así la planta no produce síntomas tóxicos, si bien puede originar deformaciones que duran toda la vida en la argíria generalizada. Otros metales que por sí mismo no son venenosos, pueden sin embargo, formar ciertos compuestos tóxicos. Así el níquel es inocuo en lo que se refiere a efectos tóxicos pero la inhalación del carboxilo de níquel ocasiona lesiones des­

25

tructivas en los pulmones. Cantidades relati­vamente grande de zinc pueden ser disueltas por los materiales ácidos conservados en vasijas de este metal sin comunicar sabor alguno a los productos alimenticios ni produ­cir la menor alteración tras la ingestión, pero el tetrametilo de zinc es un poderoso veneno para los tejidos nerviosos; el te- trahidruro de zinc es más tóxico que el arsénico inclusive.

Un metal o un compuesto metálico puede tener un efecto diferente según exista en forma orgánica, o según sus propiedades físicas sean las de un sólido, un líquido, un gas, lo cual depende de que la valencia del radical metálico sea alta o baja, o que entre en contacto con la piel o penetre en le organis­mo a través del tracto respiratorio o diges­tivo. Así, el arsénico actúa como un veneno hemolítico poderoso, mientras que los com­puestos arsenicales inorgánicos nunca produ­cen este efecto. En los intoxicados por el tetraetilo de plomo se aprecian síntomas y signos cerebrales, estando ausentes los conocidos síntomas de intoxicación por los compuestos inorgánicos de plomo. Así mismo,

26

las personas intoxicadas por los compuestos metílicos de mercurio no muestran los sínto­mas ni signos de la intoxicación por el mismo metal, sino que presentan el cuadro de una enfermedad única del sistema nervioso. Un tercer metal que se distingue por una selec­ción específica por ciertas partes del cere­bro es el manganeso, que ataca el globo pálido y los núcleos lenticulares.

El cuadro 1.1 muestra los principales efectos nocivos de estos metales.

27

CUADRO 1.1

PRINCIPALES EFECTOS NOCIVOS PRODUCIDOS

POR LOS FETALES EN EL HOMBRE

M E T A L E S

E F E C T O S N O C IV O S

L O C A L E S G E N E R A L IZ A D O S V IA S D E

E G R E S O

A n t r n o n i o y

su s co m p u es to s

E l M tim o n io y a lg u n a de la s

sa les, e s ^ c ia lm e n te e l f lu o w ro ,

t r ic lo w ro , ta rtra to y p en ta su lfo -

ro d e an tim o n io , so n irritan tes a

la p ie l y p u ed en p ro d u c ir d e r ­

m atitis ^ r c o n ta d o . Se h a in ­

fo rm a d o d e irrita c io n es y e s c o ­

r ia c io n es de la s m em b ran as

acu o sas de la b w a y fa ringe

c au sad as p o r el te tra c lo m ro de

an tim o n io , lo m ism o q u e la

h in c h a z ó n y v e s icu lac ió n d e los

la b io s y p erfo rac ió n del sep tu m

nasa l.

L o s co m p u es to s de an tim o n io triv a len te s

so n v arias v eces m ás tó x ico s q u e los

d e riv ad o s p en tav a len tes . L a ingestión

p u ed e p r r á u c ir irritación g a s tro in te s ti­

n a l, n á u s e a s , v ó m ito s y d i a n a s . E n in ­

to x icac io n es a g u d a s se v e ra s , s ^ p o r

in g e s tió n o inha lac ió n d e e n t id a d e s

e x ce s iv a s d e an tim o n io , p u ed e p ro d u c ir­

se la m u erte p o r fa lta re sp ira to ria o c ir ­

c u la to r ia o , c o m o u n a c o m p lic a c ió n ta r ­

d ía , p o r h e p a titis tó x ic a q u e se tra n s fo r ­

m a en a tro fia am a rilla aguda. L a in h a ­

lac ió n d e l p o lv o de an tim o n io p u ed e

p ro d u c ir n eu m o n itis ag u d a . E l e n v e n e ­

n am ien to c ró n ico p o r M tim o n io e s s im i­

la r al en v en en a m ien to c ró n ico de areéni-

co . P u e d e h a b e r lax itu d , in s tab ilid ad ,

e s to m a titis , náusM S, c o n s tip a c ió n , n ia l-

g ia , a r tra lg ia y l e u c o ^ l ia . H ay ciertas

ev id en c ia s d e q ue e l c o razó n p u ed e se r

d a ñ a d o ^ r u n a in to x icac ió n c ró n ica con

an tim o n io .

In g estió n o in ­

h a lac ió n .

28

^ s é n i c o . El

tr ió x id o d e a rsé ­

n ic o la fo rm a

p r in c ip a l en q u e

se u ti l iz a este

e lem en to , se

d e s ig n a f r ^ u e n -

te m e n te co m o

am ó n ico b lan co ,

e le m e n to q u e no

se co n s id e ra

tó x ico .

El co n tac to con am ó n ico p u ed e

p ro d u c ir u n a d e rm a titis e c z e m a ­

to sa d e la c a ra y los p lieg u es

del c u e ^ io , u lc e r a c ió n ^ d e la

p ie l, c o n ju n tiv itis , r in itis , p e rfo ­

rac ió n nasa l, fo lic u litis y p ú s tu ­

las . L a m ay o ría d e es to s e fec to s

se d eb en a irritac ió n p rim a ria

p e ro a lg u n o s ra s o s d e d e rm ati­

tis p o r co n tac to se p r r á u r a n

p o r h ip e rsen s ib ilid ad a lé rg ica .

^ a b so rc ió n p ro lo n g a d a pu ed e

p ro d u c ir u n a h i^ rp ig m e n ta c ió n

g en era lizad a del tip o "g o tas de

llu v ia " , q u e ra s is p rem a lig n as en

la s p a lm as d e la s m an o s y los

p ie s , p é rd id a del c ab e llo y d is ­

tro fia d e la s uñas.

L a in to x icac ió n a g u d a g en era lizad a , po r

in g es tió n , p ro d u ce u n a g as tro en te ritis

v io le n ta q u e p u ed e s e r se g u id a p o r n efi-

t r is , h e p a titis o n eu ritis . L a ex p o s ic ió n a

la inha lac ió n m as iv a p u ed e p ro d u c ir

b ro n q u itis p e ro la in to x icac ió n ag u d a

g en e ra liz ad a e s im p ro b ab le p o r e s ta r a ­

ta. C u a n d o e n la in d u stria se p resen ta

in to x icac ió n a rsen ica l u su a lm e n te es en

f o m a c ró n ic a L as e x ^ s i c io n e s e le v a ­

d a s son frec u en tem en te to le rad as sin

s ín to m as d e in to x icac ió n g en era lizad a .

L a e x ^ s i c ió n c ró n ica se c a ra c te r ira p o r

u n d e sa rro llo in s id io s o d e m a les ta res ,

d o lo re s aM o m in a le s , p ru rito , d eb ilid ad ,

an o rex ia y ^ f o i d a d e ^ s o . P u ed e h a b e r

g in g iv itis y e s tom atitis co m o "a lien to a

a jo s" el q u e p u ed e , s in em b a rg o deberne

a co n tam in ac ió n p o r te lu ro . E s h ab itu a l

q ue la d eg en erac ió n d e lo s n e rv io s ^ r i -

fé rico s p ro d u zca a lte rac io n es sen so ria le s

p ro g res iv as y p e rtu rb ac io n es m otoras.

T am b ié n p u ed en p resén tam e d añ o s a los

r iñ o n es y el h íg ad o . S e h a s o s ^ c h a d o ,

q ue el a rsén ico es u n ag en te p ro d u c to r

d e cán ce r en el h íg ad o y lo s p u lm o n es.

In g estió n o in ­

h a lac ió n .

B ism u to N in g u n o L as sa le s b á s i c a so n in so lu b les y ex h i­

b en u n a to x ic id ad o ra l b a ja . A n tig u a ­

m en te se le u tiliz ó en fo rm a in y ec tab le

co m o tra ta m ie n to p a ra la s ífilis . L o s

srn tom as tó x ic o s in c lu ía n ¡ « rd id a del

ap e tito , a lien to d e sag ra d ab le , g ing iv itis ,

e s to m a titis , d eb ilid ad y d ia n e a . L a h e p a ­

titis y la n e frititis tó x ic o o c u n e ra ra m e n ­

te.

In g estió n .

C a d m io Im itante d e la s m em b ran as m u ­

cosas. P ro d u c e co lo ra c ió n a m a ­

r illa d e lo s d ien te s . C ie r ta s sa ­

le s p u ed en cau sa r d e rm atitis

p o r co n tac to d eb id o a la h iper-

se n sib ilizac ió n a lé rg ica .

L a in g es tió n p ro d u c e sig n o s y sín to m as

d e g as tro en te ritis ag u d a . E l m e ta l pu ed e

p ro d u c ir d añ o s al h íg ad o , lo s r iñ o n es y

la m éd u la óse& E s p ro b ab le q u e el c a d ­

m io , b a jo c ie r ta s co n d ic io n es , p u ed a

p ro d u c ir u n a in to x icac ió n c ró n ica . C o m o

se cu e las d e u n a ex p o s ic ió n p ro lo n g ad a

se h a in fo rm ad o tam b ién d e an o sm ia ,

in c id en c ia au m en tad a d e d e fro litia s is y

e v id en c ia o cas io n a l d e d añ o s a l h íg ad o .

In g estió n o in ­

h a lac ió n .

29

C o b r e y su s c o ­

m p u es to

L as s ig u ie n te s s a l « so n im itan­

te s p a ra la p ie l y 1 « m e m b ra ­

n as m u co sas; a raén ico , c ian u ro ,

f lu o rn ro , n a f ta lre o , ó x id o y

su lfa to d e c r á r e .

L a in h a lac ió n d e h u m o de co b re p r r á u -

c e sig n o s d e f ieb re ^ r h u m ra m e tá li­

co s . E s to s in c lu y en e sca lo fr ío s , f i ^ r e

p asa je ra , n a u re a s , sed y ag o tam ien to . ^

in ha lac ión p ro lo n g ad a d e sa le s d e co b re

p u ed e p ro d u c ir la p e rfo rac ió n d e l so tu m

nasa l.

co n tac to o in h a ­

lac ión .

F ie r c o y su s

c o m p u ra to s

E l c lo rn ro fe rn o c ian u ro y se s-

q u ic lo ro ro fé rr ic o so n r e c o n rc i-

d o s c o m o se n s ib iliz a d o re s d e la

p ie l.

L as ra le s d e f ie rro p u e d e n irrita r e l t r a c ­

to re sp ira to rio . L a in h a lac ió n d e ó x id o

d e f ie rro p u ed e p r r á u c ir ra m b io s ro en t-

g en o g rá fico s en Ira p u lm ó n « , q u e re ­

cu e rd a n a la s ilico s is .

In g estió n , c o n ­

tac to o in h a la ­

c ión .

P l a t a y su s

c o m p u ra to s

^ a rg iria in d u s tr ia l lo ca lizad a

e s p ro d u c id a p o r la im p lan ta ­

c ió n d e p a rtícu la s d e p la ta e n la

p ie l y se m a n if ie s ta p o r ^ q u e ­

d a s m an ch as n eg ro -a zu lad a ,

g en e ra lm e n te en la s m an o s y

an teb razo . El n itra to d e p la ta es

im ta n te p a ra la p ie l y la s m em ­

b ra n a s m u co sa s y p u ed e d e c o ­

lo ra r te m ^ r a lm e n te la piel.

C u a n d o se in h a la p la ta y su s sa le s p o r

ex p o s ic ió n in d u str ia l la m a y o r p a rte se

d e p ra i ta en e l te j id o e lá s tic o d e lo s pu l-

mOTes, p e ro ev en tu a lm en te la co lo rac ió n

c a fé a zu lo sa ap a rece en lo s o jo s y la

p ie l.

In g estió n , c o n ­

ta c to o in h a la ­

c ió n .

P lo m o y sus

c o m p u ra to s

N in g m io L o s s ig n o s y s ín to m ra de la in to x icac ió n

p lú m b ica p u e d e in c lu ir d o lo re s a b d o m i­

n a le s , có lico s co n d o lo r a l ta c to , c r a s t i -

p ac ió n , d o lo re s d e c a b e ra , d eb ilid ad ,

d o l o r « o ca lam b re m u s c u la r« , p é rd id a

d e l ap e tito , n áu seas , v ó m ito s , p é rd id a d e

p e s o , an em ia co n p a lid ez y " lín e a d e

p lo m o " e n e l m a r g m g ing iva .

In g estió n , co n ­

tac to o iiA a la -

c ió n .

S e te n io L o s c o m p u ra to s d e se len io son

irritan tes p o te n te s p a ra la p ie l y

la s m em b ran as m u co sa s . El

b ie n io , e l ó x id o d e se len io , el

á c id o se lèn ico , e l su lfu ro de

se len io , e l se le rn o d e p o tas io , e l

se len io d e s r á io , e l b ro m u ro de

se len io , e tc . p ro d u re n u n a d e r ­

m a titis e n d iv e rs ra g rad o s , q u e

v a r ía n d e sd e e l e r item a h a s ta

la s q u em ad u ra s se v e ra s c m

v e s icu lac ió n . E sto s c o m p u es to s

p u ed en p ro d u c ir irritación a la

n a r iz , g a rg an ta , o j r a co n e s to r ­

n u d o s , c o n g es tió n n a s a l , a n o s ­

m ia , tra n sp ira c ió n y con jm itiv i-

tis .

P o r ex p o s ic ió n se v e ra p u ed en p ro d u c irse

n e w io s id a d , m areo s, d eb ilid ad , n áu seas,

v ó m ito s , d ia re ra s, d o lo re s ab d o m in a les ,

so m n o len c ia , d isnea, a lie n to co n o lo r a

a jo s , c o n v u ls io n e s y m u e rte . S e sa b e d e

la m u erte de peraonas p o r a b so rc ió n a

trav é s d e la p ie l d e lo s c o m p u es to s d e

su lfu ro d e se len io u sa d o en c ie r ta s m ez ­

c la s d e c h am p ú y d e c a so s d e s ín to m a s

co m p a tib le s co n to x ic id a d genera lizad a .

Ingestión .

30

T a lio y sus

c o m p u K to s

A lg u n as sa le s d e ta lio p u c d ra

p ro d u c ir im itación a la p iel.

El ta lio p u ed e ac tu a r co m o u n v en en o

acu m u la tiv o ; ^ q u e n a s d o sis rep e tid as,

q u e in d iv id u a lm en te p ro d u c irían p o co o

n in g ú n e f e a o , p u e d e n se r a lm acen ad o s

en e l cu e rp o h ^ t a q u e se a c a u l e r a a

d o sis tó x ica y aún le ta l, t o s e fec to s

ag u d o s in c lu y m g as tro en te r itis severa ,

d o lo re s a to o m in a lK y co lap so .

fe g estió n , co n ­

tac to o in h a la ­

ció n .

T e l ^ o y sus N in g u n o t o e x ^ s i c i ó n a l h u m o , ^ l v o , e tc . p u e - In g estió n , con-

c o m p u ^ to s d e p ^ u c i r a lie n to con o lo r a a jo s p e r­

s is ten te , s u p r ^ ió n d e la ^ m s p i r a c i to ,

sa b o r m e tá lic o , n á u s e a s , a n o re x ia y

so m n o len c ia .

tacto o in h a la ­

ció n .

Z in c y su s c o m - E l c lo ra re d e z in c e s ex trem a- t o in h a lac ió n d e h u m o s co n z in c p u e - Ingestión , con-

p u n t o s d a m e n te i m t ^ t e p a ra la p ie l y d en d a r o rig en a r n a en fe rm e d ad au to li- ta c to o in h a la -

p u e d e p ro d u c ir u n a u lc e r a c i to

ex te n sa ; m u y im itan te d e los

o jo s , n a riz y g a rg an ta . P u ed e

p ro d u c ira e p e rfo ra c ió n del se-

tu m n asa l. El c ro m ato , c ian u ro

y su lfa to d e r iñ e p u ed en ra u sa r

d e m a t i t i s .

m i t o t e c o n o c id a d iv e raam en te co m o

" e s ra lo f i to s d e z in c " , " f ieb re de h u m o

d e m e ta l" . S e c a ra c te r i ra p o r f ieb re ,

n a u t a s , v ó m ito s, d o lo re s m uscu la res ,

se q u ed ad d e la t o c a y gargan ta , d o lo res

d e cab ez a , fa tiga , d eb ilid ad . E sto s s ín to ­

m as g en era lm en te d esap a recen d esp u és

d e 12 o 2 4 h o ra s con u n a r e c u ^ r a c ió n

c o m p le ta .

c ió n .

Indio No es un elemento con efectos adversos a la salud.

1.3 ASPECTOS GEN^^LES RELATIVOS A DESAGUES INDUSTRIALES

1.3.1 Principios de legislaciónEl aspecto fundamental con relación a los aspectos legales de lucha contra la contami­nación de los cursos y los cuerpos de agua, es establecer el grado de limpieza que deben poseer los cuerpos de agua. La premisa funda­mental para limitar el ingreso de contaminan­tes en los cursos de agua es la necesidad de conservarlos para usos mejores. El interés

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público será bien servido, únicamente cuando los beneficios obtenidos, cuantificados, sean mayores al costo que requiere su protección. Para establecer en principio que el grado de limpieza de un curso de agua debe basarse en le uso que se le da o en el que podría darse. En Alemania, por ejemplo, existen ríos en la cuenca del Ruhr que por razones económicas se destinan única y exclusivamente a recibir desagües, debido a que en este caso el inte­rés público está mejor servido.

El uso de los cursos de agua en escala des­cendente de interés público, que no es nece­sariamente el económico, sería:

1. Abastecimiento de agua para usos públicos e. industriales.

2. Preservación de la fauna.3. Usos agrícolas.4. Usos recreativos.5. Navegación.6. Usos energéticos.7. Disposición de desperdicios domésticos.8. Disposición de desperdicios industriales. Los requisitos para modificar o limitar la descarga de desagües en los cursos de agua

32

deben estar guiados fundamentalmente en la necesidad de preservarlos y mantenerlos en buenas y razonables condiciones en relación con la protección de la salud de la comunidad que sirven y del potencial económico que ello significa para las regiones que atraviesan.

Por lo tanto los pasos a seguir serian:1. Determinar los usos.2. Adoptar los parámetros que fijen la cali­

dades que preserven dichos usos.3. Formular reglamentaciones realistas de

contaminantes qüe ingresan de una planta industrial y la cantidad de los mismos que se pueden encontrar en el rio.

Lo que importa en realidad es que la concen­tración de los contaminantes no exceda de los limites fijados por los parámetros estándar. Esto significa que la lucha contra los conta­minantes debe ser fijado por las condiciones especificas del uso del agua con miras a la protección. Todo esto puede resumirse esta­bleciendo el principio de adaptabilidad del agua para usos específicos, lo que deberá ser definido en términos de criterio de calidad. Estos criterios deberán ser someti­

33

dos a revisiones periódicas por comités de especialistas que las mantengan o modifiquen de acuerdo con los avances de la ciencia.

El concepto en que debe basarse una legisla­ción positiva es de que los ríos deben ser limpios pero no necesariamente más limpios de los que exige el interés público. La pureza es un término relativo; las aguas más puras de la naturaleza son los vapores recién precipitados en las capas más elevadas de la atmósfera; tan pronto la atraviesan se cargan de polvo, de los desechos de la combustión, de vida bacteriana, de esporas, hongos, etc. termina así siendo agua nada pura. Todo este material es arrastrado por las lluvias y contaminan las aguas.

1.3.2 Leyes contra la contaminación en el PerúLa legislación sanitaria en la materia está conformada por la Ley 14084 llamada de la contaminación y sus disposiciones reglamenta­das.Esta Ley señala en su reglamento, compuesto de 111 artículos y que fuera aprobado el 12 de setiembre de 1962, que el control de las industrias, actividades comerciales o de

34

servicio que contaminen la atmósfera, playas, desagües, ríos, tanto de propiedad pública como privada, quedan comprendidas en sus disposiciones.

Entre las variadas atribuciones delegadas a ella, se encuentran los aspectos de contami­nación de las aguas, señalando específicamen­te como contaminantes o poluxentes los resi­duos de suspensión y solución, así como las basuras, desechos industriales y residuos sólidos que se arrojan a los ríos, lagos y playas y que por su constitución o tratamien­to a que estén sometidos, constituyen fuentes de contaminación. Aún, cuando la comisión establecerá de acuerdo a los informes técni­cos que elabore el departamento respectivo, la lista y cantidades máximas de las sustan­cias consideradas como contaminantes, debido a lo heterogéneo de la comisión, dotada de personal de escasa preparación técnica, así como la falta de recursos materiales a nivel de Departamento Técnico, han determinado que esta ley que evidentemente es necesaria al país en su esencia no rinda a nivel de la contaminación de los cursos y cuerpos de agua los servicios que se esperaba de ella.

35

El articulo 160 de la Ley de Promoción Indus­trial ha permitido que los organismos de ingeniería y de salud pública, intervengan en este campo. El Ministerio de Salud ha regla­mentado el llamado Pase Sanitario, que no es otra cosa que la autorización de la Dirección General de Saneamiento Ambiental para insta­lar una industria, si es que ésta cumple con una serie de normas perfectamente reglamenta­das en cuanto a facilidades de agua, capta­ción y recolección de desagües y desechos industriales, complementadas con las facili­dades de tratamiento indispensables para asegurar que los líquidos cloacales indus­triales no perjudiquen las alcantarillas o en caso de estar instaladas en zonas rurales no afecten los cursos de agua receptores.

El Ministerio de Salud, por Decreto Supremo D.L. N ° 17752 del 4 de febrero de 1965, expidió un Reglamento para el Control Sanita­rio de la Contaminación y Polución de los Cursos Naturales de Agua, que en la año 1967 pasó a formar parte de la Ley General de Aguas aprobado por Decreto Supremo N° 261-67- AP.

3 6

Fue modificado posteriormente mediante Decre­to Supremo N°007-83-Sa de fecha 11 de marzo de 1983 en los artículos 81 y 82 del Regla­mento de los Títulos I, II y III del D.L. 17752, estableciendo nuevas clasificaciones de cursos de agua así como nuevos valores límites permisibles de acuerdo a su uso. Los cuadros N° 1.2, 1.3 y 1.4 nos muestran loscambios hechos.

Este Reglamento es el mejor dotado en el país para llevar adelante acciones ejecutivas que permitan iniciar una política de promoción, protección y restricción en este campo. Cuenta con un capítulo de definiciones que es básico en este tipo de documentos; clasifica en seis categorías todos los cursos de agua considerando su calidad fisicoquímica y biológica. Los cursos de la 1ra, 2^a y 3ra categoría, son aceptables para su uso comofuente de agua potable siendo irrecuperables

+- 2 •los de la 6 categoría que constituyenalcantarillas a cielo abierto. En las catego­rías intermedias, de acuerdo a su composi­ción de coliformes, establece los tipos de tratamiento a que quedan sujetos para fines de abastecimiento de agua potable. El regla­

37

mentó en su capítulo 11 fija las normas de protección establecido en su artículo 4, que el Ministerio de Salud calificará los cursos de agua por categorías, de acuerdo a lo ya señalado: establece las calidades bacterioló­gicas de las aguas destinadas para zonas de baños y recreación y fija las obligaciones de los asientos mineros; señala que no se puede realizar lanzamientos de desagües sin la autorización expresa de la Dirección de Salud Pública.

Se reitera la obligación de los consejos municipales de no otorgar licencias de cons­trucción de industrias que requieran descar­gar de su desagüe directamente en los cuerpos de agua sin la previa autorización de la Dirección Salud Pública. Señala que el mante­nimiento y funcionamiento de las plantas de tratamiento quedan a cargo de los estableci­mientos industriales que así lo requieran y se establece que cualquier modificación en volumen o calidad de las descargas queda sujeta a nueva aprobación. El capítulo IV establece las sanciones con multas en dinero efectivo, pudiendo llegar hasta la clausura; el capítulo V, establece las disposiciones

38

generales. Señala los plazos de cumplimiento, fija el grado de responsabilidad de las empresas estableciendo inclusive que en caso de las entidades públicas, están obligadas de presentar al Ministerio de Salud, los estu­dios y proyectos para el tratamiento de los desagües de las ciudades, siempre que éstas alteren las condiciones fisicoquímicas y biológicas de los cursos receptores de agua encuadrados dentro de la clasificación del Reglamento.

1. Clasificación de los cuerpos de agua seg^ la Ley General de AguasEl artículo 81 modificado establece que la calidad de los cuerpos de agua en general ya sea terrestre o marítimo del país se clasificarán según sus usos de la siguien­te manera:

39

CUADRO 1.2

CLASIFICACIÓN DE LOS CU^^OS DE AGUA SEG^ LA LEY GENIAL DE AGUA

D.L. 17752

T IP O S D E A G U A

C L A S IF IC A C IÓ N A N T E R IO R D .S . N ° 2 6 1 -6 9 -A P

C L A S IF IC A C IÓ N N U E V A D .S . N ° M 7 -8 3 -S A

^ A S E I A g u a d e a b as tec im ien to d e a g u a p o tab le m ed ian te d es in fecc ió n y lib re m e n te p a ra u so s ag ríco las , p isc í­co las y recreac ió n

A g u as de ab as tec im ien to d o m és tico c o n s im p le d e s in fecc ió n .

^ A S E E A g u as d e ab as tec im ien to d e a g u a a t a b l e p rev io tra ta m ie n to co n s is ten te en se d im e n ta c ió n , f iltra c ió n y d es in fecc ió n y lib rem en te para, p isc ic u ltu ra y ag ricu l­tu ra .

A g u as d e ab as tec im ien to d o m és tico c o n tra tam ie n to eq u iv a len te a p iw e s o s c o m b in ad o s d e m ezc la ráp id a y c o a ­gu lac ió n , s e d im e n ta c ió n f iltra c ió n y c lo rac ió n .

^ A S E ni A g u as d e ab as tec im ien to d e a g u a a t a b l e p rev io tra tam ie n to co n s is ten te e n p re -d e sin fecc ió n , co a g u la ­c ió n , se d im e n ta c ió n , f iltrac ió n y d e s in fecc ió n fina l y lib re m e n te para u so ag ríco la .

A g u as p a ra rieg o d e v eg e ta le s d e c o n ­su m o c m d o o b e b id a d e an im a les

^ A S E IV A g u as u tiliz ad as en le reg ad ío d e p lan ta s d e ta llo a lto , pisciO Tltura o c o n f in e s in d u str ia le s c u an d o n o h a y a in te rco n ex ió n con las red es d e ag u a a t a b l e .

A g u as de p rev io tra tam ie n to se rán u tiliz ad as e n z o n as rec rea tiv as d e c o n ­ta c to p rim a rio faañ o s y s im ila res).

^ A S E V A g u as re c e p to ra s d e d u ch as ; p ro h ib id o e l u s o para fin es p o tab les , ag ríco las o re c reac io n a les . S ó lo u tili­zad as p a ra f in e s in d u s tr ia le s s ie m p re y c u an d o n o h a y a in te rc o n e x ió n con la s re d e s d e ag u a a t a b l e .

A g u as d e p rev io tra tam ie n to se rán u tiliz ad as e n c r ia n ra d e ^ c e s , de m a­r i s c a b iv a lv o s .

^ A S E V I A g u as c o n s titu id a s ^ r d e sa g ü e s a c ie lo ab ie r to . A g ro s d e p rev io tra tam ie n to se ran u tiliz ad as en ro ñ a s d e p r e s e ^ a c ió n d e fau n a acu á tic a y ^ s c a com erc ia l.

40

El artículo 82 establece igualmente nuevos límites permisibles de elementos contami­nantes que contengan estas aguas para efectos de su protección. En los nuevos parámetros para las aguas de clase II y III (consumo humano) se observa:

Nuevos parámetros de calificación que no eran considerados anteriormente como para el mercurio, cadmio, níquel, sulfuro, etc. con valores límites exigentes.Variación sustancial de los límites permisibles de plomo, nitratos y cobre con valores mucho más exigentes.

En los cuadros 1.3 y 1.4 se pueden obser­var las variaciones existente entre las clasificaciones anteriores y actuales.

41

CUADRO 1.3

CLASIFICACIÓN DE AGUA DE RÍOS, LAGUNAS Y OTROS PARA USOS EN RIEGO DE VEGETALES DE CONSUMO Y BEBIDA

DE ANIBALES; SEGÚN LEY DE AGUAS.

D E N O M IN A C IÓ N L ÍM IT E S P E R M I S I ­B L E S A N T E R IO R E S

D .S .N ° 2 6 1 -6 9 -S A

L Í M I T E S P E R M I S I ­B L E S N U E V O S

D .S . N ° 2 6 1 -6 9 -S A

1. C o lo r2. S ó lid o s f lo tan tes3. A c e i t a y g rasas4 . F en o le s

m áx im o 20 unid , au sen te s au sen tes

0 ,01 mg/1

E NE NE N

0 ,1 0 mg/1

5. S u s tan c ia s p o tc n c ia lm e n te ^ l i g r o s a s (m g/1.)

P lo m o 0,1 0 ,1 0F lú o r 2 ,0 2 ,0 0S e len io 0 ,0 5 0 ,0 5A m ónico 0 ,2 0 0 ,2 0C ro m o 0 ,0 5 1 ,00C ian u ro 0,01 0 ,W 5P la ta 0 ,05 0 ,0 5N itra to s 100 0 ,1 0Fiem o 1,00 1 ,00M a n g a n d o 0 ,5 0 0 ,5 0C o b re 1 ,50 0 ,5 0Z in c 15,0 2 5 ,0S u lfa to s 4 0 0 4 0 0M a g n es io 150 150M e rcu rio E N 0 ,01P C B E N 0 ,W 2E s t e r a C a la to s E N 0 ,0003C ad m io E N 0 ,0 5N íq u e l E N 0 ,W 2S u lfo ro s E N 0 ,W 2

6. L ím ite s b a c te r io ló g ico s (v a lo res en n ú m e ro s m á s p ro b a b le N M P/1TO m i.)

B a c ilo s c o lifo rm e s fe c a le s B a c i l a c o lifo rm e s to ta le s

7 .D B O 8 . 0 D 9 . pH

< 2 0 .0 W E N

< 2 5

> 5< 5 - 9 >

< 1 . ^ < 5 . ^

< 15 > 3

< 5 - 9 >

EN = No Establecido.

42

2. El Código del Medio ^^iente y los Recur­sos NaturalesEs lo más reciente en materia legislativa que se tiene, fue finalmente aprobado por Decreto Legislativo N° 613. Mucho se hadiscutido acerca de si el Perú necesita un Código del Medio Ambiente o si está verda­deramente preparado para tener uno. En general, se estima que el código es la última fase de un proceso que se inicia con un ley compiladora de la legislación existente, esto es, una Ley General de Ambiente, cuya aplicación e implementación en el curso de los años permite contar con la experiencia y preparación necesaria para enfrentarse al nuevo reto que signi­fica un Código del Ambiente. El Código peruano, empero, no rompe con este proce­so, pues se ocupa fundamentalmente de sentar las bases de un desarrollo sosteni­do, lo que en términos concretos significa una propuesta de desarrollo económicamente viable, ecológicamente sana y socialmente aceptada. En resumen, una sucesión de premisas ideales y románticas a la que se aspira a llegar. Lejos de reemplazar la legislación vigente de relevancia ambien­

43

tal, el código le da un sentido, una razón de ser, la dota de un marco ético concep­tual y jurídico en virtud del cual lo que era disperso y contradictorio es ahora coherente y sistemático, porque se inspira en un enfoque holístico de la problemáti­ca ambiental. En ese orden de ideas, el nuevo Código no debe ser entendido como un instrumento conflictivo o negativo para el desarrollo, por el contrario, es menester comprenderlo en sus verdaderos propósitos, pues sólo así será posible lograr una verdadera interacción entre el estado y los demás sectores para la formulación de una estrategia de desarrollo, que además de tomar en cuenta la dimensión ambiental, entregue al país en los esfuerzos de otros estados por conservar el ambiente.

44

CUADRO 1.4

CLASIFICACIÓN DE AGUA PARA CONSTOO SEGÚN LA LEY DE AGUAS

D E N O M IN A C IÓ N L ÍM IT E S P E R M I S I ­B L E S A N T E R IO R E S

D .S .N ° 2 6 1 -6 9 -S A

L ÍM IT E S P E R M I S I ­B L E S N O T V O S

D .S . N ° 2 6 1 -6 9 -S A

1. C o lo r2. S ó lid o s flo ta n te s3 . A c e i t a y grasas4 . F en o le s

m áx im o 20 u n id , au sen tes au sen tes

0 ,01 mg/1

E NE NE N

0 ,1 0 mg/1

5. S u stan c ia s p o ten c ia lm en te ^ l ig r o s a s (mg/1.)

P lo m o 0,1 0 ,1 0. F lu o r 2 ,0 2 ,0 0

S elen io 0 ,05 0 ,0 5A m ónico 0 ,2 0 0 ,2 0C ro m o 0 ,0 5 1,00C im u ro 0 ,01 0,OT5P la ta 0 ,05 0 ,05N itra to s 100 0 ,1 0Fiem o 1,00 1,00M a n g m e so 0 ,5 0 0 ,5 0C o b re 1 ,50 0 ,5 0Z inc 15,0 2 5 ,0S u lfa to s 4 0 0 4 0 0M a g n esio 150 150M e rcu rio E N 0,01P C B E N 0.OT2E s t e r a C a la to s E N 0 ,0003C ad m io E N 0 ,0 5N íquel E N 0,OT2S u lfo ro s E N 0,OT2

6. L ím ite s b a c te r io ló g ic o s (v a lo res en n ú m e ro s m á s p ro b ab le NM P/1OT m i.)

B a c ilo s c o lifo rm e s feca le s B a c ilo s co lifo tm e s to ta le s

7 . D B O8. O D9. pH

< 20.0OT E N

< 25 > 5

< 5 - 9 >

< 1 . ^< 5 . ^

< 15 > 3

< 5 - 9 >

EN = No Establecido.

45

3. Reglamento de descargas industriales (comerciales e industriales) de SEDAPAL

El Reglamento, aprobado por D.S. 28-60 S.A.P.L. determina las obligaciones de todo establecimiento comercial e indus­trial ante SEDAPAL y señala que los eflue­ntes que se vierten en los colectores públicos deben tener características idénticas a la de los desagües domésticos. Los parámetros se establecen en el cuadro 1.5

CUADRO 1.5REGL^ffiNTO DE DESCARGAS INDUSTRIALES DE SEDAPAL

PAR^ETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS DESAGÜES DO^STICOS

DENO^^ACIÓN L M T E S PE^^SffiL E S

PH 1 oo o»

Sólidos suspendidos sedrnentables < 8,5 m^l/h

Temperatma < 35 °C

Grasas < 0,1 gr/1DBO < 1.000 ppm

46

Así mismo, establece los residuos indus­triales no admisibles en las redes, los que se especifican a continuación.

a. Residuos industriales no admisibles enlas redes de desale.Queda prohibido el ingreso directo de:- Las aguas de lavado de pisos de

talleres y fábricas.- Las aguas sobrantes de construcción

civil.- Basuras o restos de comida.- Gasolina o’solventes industriales.- Barros o arenas.- Alquitrán, materiales bituminosos y

viscosos.- Plumas, huesos, trapos e hilazas.- Trozos de metal, vidrio, madera,

cerámica y materiales similares capaces de atorar las redes.

- Gases malolientes o peligrosos para la vista y la salud.

- Productos residuales de petróleo.- Residuos que pueden ser tóxicos que

pueden convertirse en tales al mez­clarse con los ácidos naturales de desagüe: Cianuro, fenoles, arsenia-

47

tos, etc.- Altas concentraciones de sulfuros,

sulfitos y sulfatos.- Materiales radiactivos en condicio­

nes y concentraciones superiores a las establecidas en los reglamentos internacionales en la materia.

- Residuos de camales, caballerizas, establos y similares.

- Iones de metales pesados.

1.3.3 Ley contra la contaminación por aguas resi­duales en otros países

Los textos legislativos y reglamentarios en materia de tratamiento de agua están en constante evolución en todos los países y en los organismos internacionales. Constituyen una información voluminosa que debe ponerse al día de forma incesante.

Los que construyen y los usuarios de instala­ciones de tratamiento de agua encontraran en este estudio, de forma condensada, un máximo de indicaciones numéricas Útiles y duraderas, que nos servirán para establecer una compara-

48

ción con los resultados previstos u obtenidosen cada caso particular.

1. Aguas residuales urbanas e industriales en Francia.El texto básico se recoge en una circular (del 10 de Junio de 1976) titulado "Sanea­miento de Poblaciones: Protección de los Medios Receptores". En ella se insiste sobre la necesidad de concebir el sanea­miento en relación con la política de objetivos de calidad de los medios recep­tores; se define las características impuestas a un efluente urbano después de su tratamiento y se preveen varias posibi­lidades: (1) caso general, (2) depuración parcial, (3) tratamiento complementarios para las zonas llamadas de proximidad (zonas en que la distancia entre el punto de restitución del agua tratada y su punto de utilización es inferior a 8 km) y (4) casos excepcionales.

La circular da además unas indicaciones sobre la elección del sistema de sanea­miento, los procedimientos de depuración que habrán de adoptarse según los casos y

49

la presentación de proyectos a las autori­dades sanitarias.

Se precisa la manera de fijar los niveles de vertidos en función de los usos del medio receptor (niveles definidos por la resolución del 13 de mayo de 1975). Las prescripciones sólo son exigióles cuando el efluente que ha de tratarse posee las características de un vertido urbano, en el que hay presencia, pero no preponderan­cia, de aguas residuales industriales; en este caso, el efluente debe tener una carga, orgánica y nitrogenada, tal que:

DQO/DBO 5 < 2,5- DBO <750 mg/1.- N Kjeldahl < 100 mg/1.

Si no se cumplen una o varias de estas condiciones será preciso investigar los vertidos que dan origen a esta contamina­ción anormal.

Características del efluente tratado: Todo efluente tratado, con independencia de su nivel de tratamiento, debe tener una temperatura < 30°C (< 25°C para un caudal

50

> 10 lps), un pH comprendido entre 5,5 y 8,5 (vertido al mar 5,5 < pH < 9). No debe causar la muerte de los peces en 50 m agua abajo del punto de vertido. Su color no debe producir coloración visible del medio receptor.

Según la contaminación que haya de elimi­narse y el uso del medio receptor del agua depurada, habrá de aplicarse tratamientos diferentes. Estos corresponden a los niveles de vertido definidos por la reso­lución del 13 de mayo de 1975 y se indican en los cuadros 1.6 y 1.7 siguientes.

Otros países europeos también poseen normas de vertido semejantes. El cuadro 1.8 nos muestra la comparación de estas normas.

51

CUADRO 1.6

AGUAS RESIDUALES E INDUSTRIALES EN FRANCIA. TRATAMIENTOS Y NIVELES FIJADOS POR RESOLUCIONES

DEL 13 DE MAYO DE 1975(MODIFICADA POR RESOLUCIÓN DEL 6 DE ENMO DE 1977)

C r iter io s del e flu en te v ertid o

I II m IV V V I

R e a liz a d ó n p o r e ta p a s

T r a ta m e n - tM p e d a l e s f ls ic o q u ír n -

c o s

T r a ta m e n - to s p a r d a le s q u e in c lu y en en fa se b io ­

ló g ica

T ra ta m ien ton o rm a l

T ra ta m ien tore fo rza d o

C o nn itr if lca c ió n

E x c e ^ io n a - le s co n tr a ­

ta m ie n to terc ia r io

M eSto ta le s c o n ­c e n tra c ió n en 2 h

< 10% del flu jo de m a ­te r ia s s ^ i - m en tab les

< 20% en peso d « p u é s de 2 4 h p a r­tien d o de u n a m u es tra b ra ta n o d rc a n ta d a

< 100 m ^ l < 30 mg/1 < 30 mg/1 < 2 0 mg/1

D Q OM e d ia en 24 h .M e d ian a en 2 h .

< 10% del f lu jo de m a ­te r ia s ^ i - m en tab le

< 120 m ^ l m ed id a en e f lu en te f i l­trado .

< W mg/1< 120 m ^ l

< 9 0 mg/1< 120 mg/1

< 50 mg/1< 80 mg/1

D B OM e d ia en ^ h.M e d ia en 2 h.

< 10% del f lu jo de m a ­te r ia s ^ i - m en tab le .

< 50% en p « o d « p u é s de 24 h p a r­t ie n d o de u n a m u e ^ ra b ra ta n o d rcan tad a .

< 4 0 m ^ m ed id a en e flu en te f i l ­trad o a trav é s d e m em b ra ­n a s id é n t i c a a la s u ti l iz a ­d a s p a ra la d e te n n in a - c ió n d e las M e S

< 30 mg/1< 4 0 mg/1

< 2 0 mg/1< 30 mg/1

< 15 mg/1< 2 0 mg/1

N . o rg . K je ld ah l M e d id a en 2 4 hm ed ia en 2 h

< 10% del flu jo de m a ­te r ia s ^ i - m en tab le

< 4 0 mg/1< 50 mg/1

< 10 mg/1 < 7 mg/1

E n say o dep u tre sc ib ili-dad

< 10% del f lu jo de m a ­te r ia s ^ i - m en tab le

D esp u és d e 5 d ías de in cu ­b a c ió n a 20° C , el e fluen te no d e p r e n d e o lo r p ú tr id o n i a m o n ia c d

52

CUADRO 1.7

AGUAS RESIDUALES EN FRANCIA VERTIDOS INDUSTRIALES

V e r tid o a l m ed io iia tn ra l

V ertid o a le ja d o d e c a p ta d o n c s de a g u a p a ra a b iu lc c lu ilc n to d e p la y a s , v iv ero s d e m a r isco s o

co to s sa lm ó n id o s

V ertid o prrV x im o a ca p ta ­

c io n es d e a g u a p a ra

ab ie ilM im ic ii- to a p la y a s , v iv ero s do m a r isco s o

co to s sa lm ó ­n id o .

C a rg a d e c o n ta m in a c ió n Indnstrla l

B aja A p rcc ia b lc p ero n o p r e ­p o n d era n te

p rep o n d era n ­te

D ilu c ió n de (re lac ión e n tre e l c au d a l del c au ­ce y el c a u d a l del e f lu en te )

V ertid o en 2 4 h .

d > 3 < » 150 < d < 3 0 0 d < 150

V ertid o en 10h.

d < 72 0 36 0 < d < 720 d < 300

pH ca so g eneral 5 ,5 < p H < 8 ,5 5 ,5 < p H < 8 ,5 5 ,5 < p H < 8 ,5 5 ,5 < p H < 8 ,5

pH en ca so d e n eu tra liz ac ió n con cal 5 ,5 < p H < 9 ,5 5 ,5 < p H < 9 ,5 5 ,5 < p H < 9 ,5 5 ,5 < p H < 9 ,5

C o m p u es to s c íc lico s h id ro x ilad o s y sus d e riv ad o s h a ló g en o s

P ro h ib id o s P ro h ib id o s P ro h ib id o s P ro h ib id o s

S u stan c ia s q ue p u ed en fav o re ce r la m an i­fe s ta c ió n d e o lo re s , ^ b o r e s , c o lo re s a n o r ­m ales en ag u as u tiliz ad as p a ra co n su m o h u m an o .

P ro h ib id o s P ro h ib id o s P ro h ib id o s P ro h ib id o s

M a te r ia en s u s ^ n s i ó n to ta le s 100 50 30 30

D B O ( m ^ l) 2 0 0 100 4 0 4 0

N to ta l (K je ld ah l) 6 0 m ^ I e n N 80 mg/1 en N H

30 mg/1 en N 4 0 m g /l en N H

10 mg/1 en N 15m g/l en N H

10 m ^ l en N 1 5 m ^ l en N H

S u stan c ia s q u e pueden c a u sa r m uerte P ro h ib id o s P ro h ib id o s P roh ib idos P ro h ib id o s

T em p era tu ra m á x im a (° C) 30 30 30 30

53

Se dividen en dos grandes grupos: 1) Aguas de vertido a cauces públicos y 2) aguas de vertido al mar.

Los principales textos legislativos son:* Reglamento de Política de Aguas y sus

Cauces, aprobado por el decreto de 14 de noviembre de 1958 del Ministerio de Obras Públicas complementada con la Orden de 4 de setiembre de 1959 del Ministerio de Obras Públicas, por la que se reglamenta el vertido de aguas residuales.A tal efecto se autoriza el vertido de aguas residuales de acuerdo a la valo­rización de la corriente receptora aguas abajo del punto de vertido. *

* Se señala además las características que deben cumplir los efluentes des­pués de ser sometidos al tratamiento respectivo así como los límites permi­sibles de metales pesados en solución en el momento de vertido al cauce público.

2. Aguas residuales de España

54

Cuadro 1.8 CUADRO COMPARATIVO DE NORMAS DE VERTIDO EN ALGUNOS PAÍSES

OIOI

Propiedad^ físicas constituyente

(mg/1)

Alema nla(+l) Bélg ca (+2) Francia (+3) Gran Bretaña (+4) Suiza (+^

Vertidos a cauce Haciaetaclóudepura­

dora

vertidos al rio vertidos al alcantari­

llado

Vertlde según

ulvele de tratami­

ento

Industria de trata­miento

superior

Ejemplos de vertido al rio vertidos al alcantari­

llado

Vertidos al cauce

Vertldra alcantari­

llado an te de etaclón depura­

doraA B C 1 1’ 3 1 2 3 4

Tem^ratrna C C) 20 20-28 28 35 30 30 45 30 28 32 25 7-8,5 30^3 30PH 5-9 5-10 5-10 6,59,5 ' 6,5-8,5 6,5-9,5 5,5-8,5 8-9 5,9 5-9 5W 8-10 6,5-8,5 6,5-9Materias en suspereión (m^l) 20 1W 1 ^ 20-1W 30 30 1W-4W 20DB03 (medio en 24 h) 25 15 30 50 20-40 20 20*DQO (mtólo en 2 h) 80 80-150 10*Oibilidad al KMnO,, 18 18-40 40N (^eltohl) 7,80 10 10Fluo^ra 15 10 10 10 10Cloruros 150 150-3W 350Sulf^os 4W 2 ^ 0 1 0,1Sulfato 0,5 12W 12W 12WCianuro 0,1-1 0,1 2-10 0,1 0,12Arrénico 0 0,1 2Bario 5 0,5C a^ io 3 0,1 20Cromo (+3) 2Cromo (+5) 0,05-0,1 0,5 2 0,1 0,01Fierro 0,5 0,5-l,5 1,5 2 4 0,3 10-20 2 2Manganeo 0,25 0,25-0,5 0.5 1 0,5Mctc ío 0 0,01 0,01Níquel 5 2 2Plomo 1 0,1 0,1 0,5Cobre 3 0,5Zinc 5 5 2Cd + O + Cu + Ni + Zn + Fe 15Aceites y ^asas 0 trazas trazas 20-1W 1W ■m 4 4 50 5W 20Hláreartaros 5-15 5-20 0,5-1 1 0,01 10 20Fmoles 0,W5 0,W5-0,1 0,1 1W 0,5-1 0,5 0,05 1,5Disolvrales orgánicos 0 0 0 0 0Cloro activo (m&fl) 0,5 1 1 0,05 0,5-3

♦Resolución del 3^/78 vertido de aguas usadas de sidclurgía Condiciones regionales . Fijado ^ r cartón . en 24 horas

3. Descarga de aguas residuales en Alemania

En Alemania las condiciones para la des­carga en el sistema público de alcantari­llado y en la planta de tratamiento muni­cipal se hallan contenidas en los regla­mentos locales elaborados por la autorida­des municipales.

La hoja de trabajo A 115/4/ de la ATV fue redactada para que sirva como pauta gene­ral para la elaboración de tales reglamen­tos. Esta hoja de trabajo "Lineamientos para la Descarga de aguas Residuales en una Planta Pública de Tratamiento", des­cribe los lineamientos generales para estos casos y su anexo indica los paráme­tros y sus correspondientes valores lími­tes para diferentes sustancias contenidas en las aguas residuales (cuadro 1.9).

a) Sistema de calificación de la calidad de agua en Alemania

No todas las aguas receptoras se uti­lizan para los mismos propósitos y por lo tanto, no necesitan alcanzar todas

56

el mismo grado de calidad; más bien, de acuerdo a sus diferentes usos, deben alcanzarse diferentes caracte­rísticas de calidad.

Para mejorar la condición de las aguas superficiales, en varios países se han introducido categorías para describir la calidad del agua.

Se han fijado cuatro categorías para clasificar la calidad de las corrien­tes de agua; en el cuadro 1.10 se muestran los parámetros característi­cos de estas categorías de acuerdo con las propiedades biológicas y bioquími­cas del agua.

Es posible que la extracción de agua para uso industrial siga siendo econó­mica hasta la categoría III pero defi­nitivamente deja de serlo si predomi­nan las categorías III, IV y V.

En períodos críticos en algunos países de Europa se proponen como objetivo obtener calidades de agua superficial

57

correspondientes a las categorías II - III.

CUADRO 1.9AGUAS RESIDUALES EN ESP^A

LÍMITES DE TOXICIDAD

P^^METROS LÍMITES PERMISIBLES (mg/1)

Sólidos suspendidos 30DB05 10Olor pútrido amonia­cal

Ninguno

pH 6,9Plomo 0,1Arsénico 0,2Selenio 0,05Cromo 0,05Cloro 1,5Cianuro 0,01Fluoruros 1,5Cobre 0,01Fierro 0,1Manganeso 0,05Fenoles 0,001Estaño 5Aluminio Ilimitado siempre que no pre­

vean problemas técnicos du­rante el tratamiento

Fierro Ilimitado siempre que no pre­vean problemas técnicos du­

rante el tratamiento

58

CUADRO 1.9 (CONTINUACIÓN)

PAR^ffiTROS LÍMITES PERMISIBLES (mg/1)

sustancias inorgánicas (disueltas)Amonio y amoníaco 5Cianuro Liberado 1Cianuro total 20Fluoruro 60Nitrito 20Sulfato 600Sulfuro 2Sustancias volátilesFenoles volátiles 100Tintes Sólo en concentraciones sufi­

cientemente bajas para que después de un tratamiento

biológico y mecánico en una planta de aguas residuales el efluente no coloree a simple

vista el cuerpo receptorSustancias que consu­men oxígeno espontá­neamente por ejemplo, sulfito de sodio, sulfato ferroso, etc.

Sólo en concentraciones sufi­cientemente bajas que se

creen condiciones anaerobias en el sistema de alcantari­

llado.

- 59

CUADRO 1.10

CLASIFICACIÓN DE LA CALIDAD DE UN CUERPO DE AGUA EN AL^^NIA

Contenido de 0 2 Consumo de 0 2 DBOs

m ^ a 20o C y 1 Atm

% de sa­turación a2 0 oC

% m ^ a 20o C

I 8,45-8,84 95-100 0-0,3 0-5 0-0,5

I - II 7,50-8,45 85-95 0,3-1,1 5-10 0,5-2,0

n 6,20-7,50 70-85 l,l-2,2 10-20 2,0-4,0

ii - m 4,40-6,20 50-70 2,2-3,0 20-40 4,0-7,0

iii 2,20-4,40 25-50 3,8-7,0 40-70 7,0-13,0

III - IV 0,90-2,20 10-25 7,0-12,0 70-95 13,0-22,0

IV 0-0,90 0-10 120 95 22

Categoría I. El agua debe cumplir con todos los requisitos necesarios para ser usada como agua potable por la población y por la industria de procesamiento de alimentos; asi mismo, debe ser apta para la reproducción de salmónidos, truchas, etc.

Categoría II. Debe ser adecuada para el abrebamiento de ganado, la cría de otros tipos de peces, así como para bañarse y para el transporte acuático.

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Categoría III. Puede ser utilizada en la industria (excepto en el procedimiento de alimentos) y para propósitos de irrigación de plantas de tallo bajo.

Categoría IV. Puede ser utilizada para el regadío de plantas de tallo alto únicamen­te.

4. Patrones de calidad a^iental del agua en el BrasilLa clasificación de la calidad de aguas se hace análogamente en el Brasil. (ver cuadro 1.11) en donde incluso se toman otros parámetros tóxicos como los pestici­das. Los usos que dan a las categorías establecidos son idénticas a las catego­rías establecidas en la reglamentación alemana.

Categoría I. Debe cumplir con todos los requisitos necesarios para ser usada como agua potable por la población y por la industria de procesamiento de alimentos; asi mismo, debe ser apta para la reproduc­ción de salmónidos, truchas, etc.

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CUADRO 1.11

PATRONES DE CALIDAD A^IENTAL DEL AGUA EN EL BRASIL

P A R ^ ^ T R O S L ÍM IT E S P E R M IS IB L E S

U rn d a d e s C la s e I C l ^ e U C la s e I I I C la s e IV

6-9 6 -9 6 -9 6 -9O D mg/1 > 6 > 5 >4 >2D B O mg/1 <3 <5 < 1 0

mg/1T u tb id e z U T < 40 < 1W < 1 WS ó lid o s su sp en d id o s P P mC o lo r m g P ^ N atu ra l < 75 < 75A c e i t a y g rasas mg/1 V A V A V AS u stan c ia s q u e c o m u n ió n mg/1 V A V A V A N OG u sto u o lo rC o lo ran te s a r tif ic ia le s V A (9) (9)T em p era tu ra • c

S u stan c ia s p o ten c ia lm en te p e rju d ic ia le s

A lu m in io mg/1 0,1 0,1 0,1A m o n io mg/1 1A m o n io n o io n ira b le mg/1 0 ,02 0 ,02A rsén ico mg/1 0 ,0 5 0 ,05 0 ,05B a rio m ^ 1 1 1B e rilio mg/1 • 0,1 0,1 0,1B o ro mg/1 0 ,7 5 0 ,7 5 0 ,7 5B e n c e n o mg/1 0,01 0,01 0,01C a d m io mg/1 0 ,W 1 0 ,W 1 0,01C ian u ro mg/1 0,01 0 ,01 0 ,2P lo m o mg/1 0 ,03 0 ,0 3 0 ,0 5C lo ra ro s mg/1 2 5 0 2 5 0 2 5 0C lo ro r ^ id u a l mg/1 0,01 0,01C o b a lto mg/1 0 ,2 0 ,2 0 ,2C o b re mg/1 0 ,0 2 0 ,0 2 0 ,5C ro m o +6 mg/1 0 ,05 0 ,0 5 0 ,0 5C ro m o to ta l mg/1C ro m o +3 mg/1 0 ,5 0 ,5 0 ,5E s ta ñ o mg/1 2 2 2F en o lre mg/1 0 ,W 1 0 ,W 1 0 ,3 10F iem o mg/1F iem o so lu b le mg/1 0,3 0 ,3 0 ,5F lo ra ro s mg/1 1,4 1,4 1,4F o sfa to s mg/1 0 ,0 2 5 0 ,0 2 5 0 ,0 5L itio mg/1 2 ,5 2 ,5 2 ,5M a n g m e s o mg/1 0,1 0,1 0,1M e rcu rio mg/1 0,TO02 0 ,0 0 0 2 0,TO02N íq u e l mg/1 0 ,0 2 5 0 ,0 2 5 0 ,0 2 5N itra to mg/1 10 10 10N itr ito s mg/1 1 1 1

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P A R ^ ^ T R O S L ÍM IT E S P E R M IS IB L E S

U n id a d e s C la s e I C la s e I I C la s e I I I C la s e IV

P la ta m ^ l 0 ,01 0,01 0 ,0 5P rn ta c lo ro fe n o l m ^ l 0 ,01 0,01 0,01S e len io m ^ l 0 ,01 0 ,01 0,01T a lio m ^ lS u lfa ta s m ^ l 25 0 25 0 25 0S u lfu ro s m ^ l 0,TO2 0,TO2 0,3U ran io m ^ l 0 ,0 2 0 ,0 2 0 ,0 2V an ad io m ^ l 0,1 0,1 0,1Z in c m ^ l 0 ,18 0 ,18 5A ld rin m ^ l 0 ,01 0,01 0 ,03C lo rd m o m ^ l 0 ,0 4 0 ,0 4 0 ,3D D T m ^ l 0,TO2 0,TO2 1D ie ld rin m ^ l 0,TO5 0,TO5 0 ,0 3E n d rin m ^ l 0,TO4 0,TO4 0 ,2H ep tac lo ro m ^ l 0 ,01 0,01 0,1L in d a n o m ^ l 0 ,0 2 0 ,0 2 3P C B s m ^ l 0,TO1 0,TO1 0,TO1C o lifo rm re to ta le s ^ ^ > / l T OC o lifo rm es feca le s 200 1 . ^ 4 . ^

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CAPÍTULO II

OBTENCIÓN DEL INDIO

2 . 1 GEN^^IDADES

1. INTRODUCCIÓN

La planta de recuperación de indio refinado produce actualmente es de 10.000 onzas troy por mes con una pureza de 99,99%.

Desde 1945 hasta 1951 el Departamento de Investiga­ciones Metalúrgica produjo indio refinado de 99,8% en pequeña escala y utilizó como materia prima el dross de plomo reducido a metal estaño-indio en un horno conocido como "rocking furnace".

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La planta de indio actual, con capacidad para producir 20.000 onzas troy, tiene como característi­ca fundamental la utilización del solvente orgánico fosfato monoácido 2 etil exil que extrae el indio mediante un proceso de intercambio iónico.

La materia prima es el concentrado con 10% de indio que se obtiene en la planta de tratamiento de residuos lixiviados de zinc, que trata 50 toneladas (t) por día de residuo seco con un contenido de 0,08% de indio.

El residuo lixiviado de zinc, que es la materia prima para la planta de tratamiento de residuos de zinc procede de la planta electrolítica de zinc de 210 t. de zinc metálico.

Si las condiciones del mercado internacional lo permitiesen y se construyese una planta industrial para tratar todo el residuo lixiviado producido en las plantas, se requerirá una planta de indio de mayor capacidad. El Perú estaría en condiciones de exportar 1,000.000 de onzas troy de indio refinado por año.

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2. HISTORIA

El indio fue descubierto en 1863 por E. Raich y T. Ricter en la Escuela de Minas de Freiburg, Alemania, cuando se encontraban examinando un mineral de las localidad. Fue denominado Indium por las caracterís­ticas de sus líneas espectrales de color índigo azul al espectrográfico.

Estado generalEl indio no se encuentra en estado nativo y está muy distribuido en la naturaleza.

En los tres circuitos principales de cobre, plomo y zinc de la Fundición y Refinación de Centromín Perú interviene el indio; asciende a los concentrados respectivos en pequeñísimas cantidades que varía entre 1 a 2,5 onzas por tonelada en los concentrados de plomo y cobre y de 4 a 6 onzas por tonelada en los concentrados de zinc.

En el circuito de plomo y cobre gran parte del indio se pierde en las escorias de fundición y sólo de 10 a 15% del total de indio llega a concentrarse en algunos productos intermedios, como por ejemplo, humos condensados de tratamiento pirometalúrgicos que actualmente no son procesados.

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En el circuito de zinc, casi el total del indio se concentra en el residuo de lixivación del concentra­do tostado, alcanzando de 12 a 20 onzas por tonelada y 50 t. por día de este residuo, que es tratado en la planta de tratamiento de residuos lixiviados de zinc para la recuperación integral de todos los valores que contiene el 10% de este metal.

3. PRODUCCIÓN ^NDI^L DE INDIO

En Estados Unidos, la American Smelting & Refining Co., en Perth Amboy, N.Y., comenzó su producción en 1940. La Compañía Anaconda también comenzó a produ­cir indio el mismo año. En Canadá la Compañía Comineo Limited en Trail B.B. es el único productor de indio con un millón anual de onzas troy.

Últimamente el Japón se ha convertido en importante productor de indio:

Producción del Jaoón en onzas Trov1961 139.100 1964 231.8001962 150.000 1965 280.0001963 150.000

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4. PECIOS DEL INDIO EN ESTADOS UNIDOS.

La primera cotización en 1930 fue de 466 dólares por onza troy para el indio de 99% de pureza. Este precio fue reduciéndose con el desarrollo de la demanda y en 1945 la onza troy se cotizó a $ US. 2,25 para el indio de 99,9%.

Desde entonces el costo de producción se ha incre­mentado y la cotización en 1965 para el grado estándar (99,99%) fue de US $ 2,75 por onza troy. Los grados de alta pureza (99,999 y 99,9999%) tiene precios elevados.

5. USOS DEL INDIO

Es difícil obtener estadísticas dignas de crédito sobre el uso del indio, debido básicamente al cambio rápido del mercado. Un estimado general del mercado de los años 1965-1966 es el siguiente:25% de la producción (sin considerar la URSS)

para rodamiento de autos.45% de la producción para manufactura de transis­

tores.20% de la producción para aleaciones de soldadu­

ras .

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10% de la producción para otros usos: electrode- posición, aleaciones para varillas de reacto­res nucleares, artefactos electroluminiscen- tes, semiconductores, etc.

Difusión del indioUna propiedad del indio es la de difundirse a través del metal base después de la electrodeposición (tratamiento térmico a baja temperatura) que puede considerarse como una verdadera aleación, ya que incrementa la resistencia a la corrosión del metal base, por lo tanto, el descascarado típico de otros metales empleados en la electrodeposición no se presenta con el indio.

Esta propiedad no ha sido explotada lo suficiente­mente y creemos que podría desarrollarse en el futuro a tal punto que podría llegar a ser la principal aplicación de este elemento raro.

6. ^AT^RIA PRI^A

El residuo de indio proviene de la planta piloto de tratamiento de residuos lixiviados de zinc, este es transportado a la planta de indio, para ser procesa­do. Aquí es pesado y muestreado. Un ensayo típico de

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este residuo indica lo siguiente

%h 2o %In %Cu %Zn %Pb %Cd %AS %FE %Sn63,0 10,0 2,0 15,0 1,0 0,6 9,0 6,0 0,3

71

CAPÍTULO III

PROCESOS DE REFINACIÓN DEL INDIO

3.1 GENE^^IDADES

3.1.1 Obtención del indioEl proceso consta de los siguientes pasos:

1. Primer lavado con ácido débila. El residuo húmedo es lixiviado en

medio de ácido débil, el objeto es eliminar el Zn y el Fe presentes, elementos que interfieren en el proce­so de extracción por solventes. El indio es insoluble en ácido débil.

b. Se filtra la pulpa y el liquido fil­trado es desechado con el siguiente ensayo.

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In 0,03 g/1, Zn 6,0 g/1, Fe 1,3 g/1.El concentrado es lavado con agua tibia.

2. Disolución v acondicionamiento primarioa. Disolución primaria.

El concentrado es lixiviado o extraído en medio fuertemente ácido con el objeto de disolver todo el indio.

b. Filtración de la pulpaEl líquido filtrado toma el nombre de licor enriquecido (pregnant) y contie­ne el indio soluble en ácido. Un ensa-yo típico en g/1 es:In Cu Pb Zn Cd As Sn Fe3,8 1,3 0,01 3,8 0,35 1,2 o ■> o H M "> OE1 concentrado contiene el indio bajo la forma de arseniato. Un ensayo en % es:In As15,0 18,0

3. Lavado alcalinoEl concentrado es sometido a un lavado alcalino con soda cáustica con el objeto de destruir el arseniato de indio insolu­ble y eliminar el arseniato al estado de sales de sodio solubles. Terminando el

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lavado se decanta, quedando una pulpa alcalina.

4. Segundo lavado ácidoa. Lixiviación

La pulpa anterior se ataca con ácido sulfúrico concentrado con el objeto de neutralizar, eliminar parte del zinc y cobre presentes. Se debe estandarizar en forma estable en pH a 5,0.

b. FiltraciónSe filtra la pulpa, el líquido se desecha con un contenido < 0,01 g/1. de indio. El concentrado que contiene el indio se descarga del filtro.

5. Disolución v acondicionamiento secundarioa. Disolución secundaria

El concentrado de la filtración ante­rior se lixivia con ácido sulfúrico concentrado hasta alcanzar un pH de 0,2. Con esto se persigue disolver todo el indio que no se ha solubiliza- do en la disolución primaria.

b. FiltraciónLa pulpa es filtrada, el licor resul­tante que contiene el indio se envía a

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un tanque y el queque que contiene menos de 2,0 % de In es retornado a la planta de tratamiento de residuo.

c. Acondicionamiento del licor.Al licor que está con un pH de 0,2 se le agrega carbonato de sodio para acondicionarlo a un pH de 2,0 con el objeto de seguir eliminando Zn y Fe.

d. FiltraciónLa pulpa acondicionada es filtrada, el queque vuelve al lavado alcalino y el licor rico en indio constituye el segundo licor enriquecido (pregnant) que junto con el primer licor concen­trado, son almacenados para luego pasar a las celdas de extracción. Ensayo típico de la solución enrique-cida (segundo pregnant) en g/1:In Cu Pb Zn Cd As Sn Fe8,0 1,1 0,01 1,1 0,12 0,8 0,01 1,7

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PLAN

TA

DE I

ND

IO- 2 DIAGRAMA ILE FLUJO

3.3 AFINACIÓN DEL INDIO

3.3.1 Extracción y re-extracción del indio, usando el solvente orgánico di etil-exil fosfato monoácido en ácido clorhídrico 6N

El solvente orgánico que es un derivado del ácido fosfórico, se mezcla íntimamente con kerosene para formar la fase orgánica.Para la extracción se emplea 4 celdas de plástico, conectadas entre sí por tubos también de plástico. El mecanismo de extrac­ción es el siguiente: a. Proceso de extracción

El licor conteniendo el indio conocido como pregnant y los elementos que lo acompañan entran por la cuarta celda de extracción en contra corriente a la fase orgánica, donde el ion indio es separado de los iones Cu, As, TI, Cd, Fe, etc. Después de recorrer el circuito, sale por la compuerta final de la primera celda como fase acuosa agotada con < 0,03 g/1. de indio.La fase orgánica pobre en indio, entra por la primera celda, luego de recorrer el circuito en sentido inverso sale enrique-

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cido de indio por le rebose de la cuarta celda. Esta operación necesita una fuerte agitación y se conduce a una temperatura de 50°C constante para evitar su emulsión por la presencia de fierro, asi mismo debe controlarse estrictamente con cronómetro la velocidad de circulación de las fases, de acuerdo a la concentración de indio en la solución enriquecida,

b. Proceso de regeneración y re-extracción. Para re-extraer el indio de la fase orgá­nica y regenerar el reactivo orgánico, que debe volver al circuito, se utiliza otra celda de material plástico y ácido clorhí­drico 6N. La fase orgánica circula en contra corriente con el ácido clorhídrico, igual que en las celdas de extracción.La fase orgánica regenerada fluye a un recipiente de reposo, para separar algo de cloruro de indio que pudiera acompañarlo y luego se envía al tanque de almacena­miento para volver a ser usado nuevamente. La solución de cloruro de indio con una concentración de 100 g/1 de indio fluye a otro recipiente de reposo de donde es traspasado a los tanques de purificación.

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3.3.2 Orificacióna. Purificación

La purificación de la solución clorhídrica de re-extracción se lleva a cabo en tan­ques. Usando aire a presión para agitar la pulpa, se agrega soda cáustica para alcan­zar un pH de 1,1; luego se agrega ácido sulfúrico concentrado y se inyecta gas hidrógeno sulfurado para precipitar impu­rezas y se aumenta el pH a 0,85 con carbo­nato de sodio. Se agrega goma, hidróxido de bario (Ba(OH)2) y se calienta a 50°C; se agrega permanganato de potasio disuelto en agua, para precipitar el exceso de fierro con polvo de zinc.

b. FiltraciónLa pulpa de filtrado y la solución que contiene el indio pasa al tanque de espon­jamiento, mientras que el residuo retorna al circuito. Ensayo típico de la solución impura en g/1.In Cu Pb Cd As Sn Fe Zn100 0,4 0,07 0,04 0,46 0,01 2,8 10,0Ensayo típico de la solución purificada en g/1.In Cu Pb Cd As Sn Fe Zn90 0,01 0,01 0,01 0,01 1,5 12,0

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Ensayo del residuo en %H20 In As55 25 4,0

3.3.3 Precipitación y lavado de la esponja de indioa. Precipitación

De la solución enriquecida de indio depo­sitada en el tanque, el indio es precipi­tado en forma de esponja, con planchas de aluminio por diferencia de tensión de cargas electrolíticas. Esta operación se realiza a 55 ° C y a volumen constante durante 24 horas. La solución agotada con <0,03 g/1 de indio es desechada, mientras que la esponja de indio pasa el tanque de lavado.

b. LavadoSe desmenuza la esponja y se lava con agua circulante por 4 horas, luego se decanta y se deja por 16 horas en solución acuosa de permanganato de potasio, con el fin de acelerar la oxidación del fierro y cadmio remanente. Finalmente se circula agua fresca por media hora, agitando suavemente para eliminar todas las sales solubles.

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3.3.4 BriqueteadoLa esponja es prensada en briquetas de 2" x 2" a una presión de 2.000 kg. en una prensa hidráulica y depositada en una cubeta con agua para evitar la oxidación del indio.

3.3.5 FusiónLas briquetas son fundidas en un horno eléc­trico que lleva un crisol de fierro fundido con 45 kilos de capacidad. Se carga las briquetas y se cubre el crisol con soda cáustica en trozos para evitar su oxidación, a medida que va fundiendo se agita y escori­fica. El metal fundido se moldea en lingotes de 3 kg.Impurezas del metal fundido en ppm.Ag Cu Pb Fe Sn Zn Cd TI Ni1 ■20 30 2 1 40 10 6 3

3.3.6 RefinaciónPara este proceso se emplea el mismo tipo de horno que el anterior, pero con crisol de grafito de 70 kg de capacidad. Se carga el crisol con 70 kilos de metal (2.200 onzas) y se funde entre 250-260°C en forma estable; se agita la masa fundida y se añade poco a poco cloruro de amonio en cristales para eliminar

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el Zn y Fe y parte de Cd y TI; se enfría el metal a 160-170°C y se adiciona glicerina para separar los cloruros de Zn y Fe forma­dos, se continúa agitando hasta que se obten­ga una escoria plomiza algo pastosa. Si todavía persiste la presencia de Fe y Pb se agrega otros 100 mi de glicerina y 20 gr de yoduro de potasio.Ensayo típico del metal refinado en ppm.Ag Cu Pb Fe Sn Zn Cd TI Ni1 15 30 1 1 40 6 5 2indio por diferencia 99.99 + %

3.4 MOLDEO Y SEL^DOPara su despacho al mercado, el indio refinado es moldeado a la temperatura de 180-200 "c, en barras de aproximadamente 3,1103 kg (100 onzas troy).

3.5 CONCLUSIONESAl haber pasado la producción del indio a la etapa industrial se confirma paralelamente el empleo industrial del reactivo orgánico fosfato monoácido di etil exil, para esta aplicación en particular. Es de advertir que nuestra planta es la única que aplica el proceso de extracción líquido-líquido en la producción industrial de indio.

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* Me gustaría hacer hincapié en la propiedad de difusión del indio que antes he mencionado, para recomendar un mayor uso en el Perú de este elemento que daría lugar a productos mejor terminados y de una mayor duración.

* Teniendo los metales bases como son cobre, plomo, zinc, plata, oro, bismuto, antimonio, etc. estamos en condiciones de producir aleaciones especiales utilizando las propiedades de indio.

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ALEACIONES CO^TOES DEL INDIOREGISTRO DE OTROS

NO^RECO^TCCIAL

MANUFACTURA FETALES APLICACIÓN

Cerro Law Cerro Corpo­ration

Br-Pb-Sn-Cd Formación de aleación de expansión controlada

Incurso Wester Gold Co.

Ag-Cu Soldadura para tubos de vacío

Incursil Platinum Co. Ag-Cu Sellos her­méticos

Indaloy Indium Cor­poration

Pb-Sn-Ag Soldadura de bajo punto de fusión

Fuente: Manual de operaciones EENTROMIN

PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS LIXIVIADOS DE ZINC

CONCENTRACIÓN DE DIO EN CADA UNA DE LAS ETAPAS PREVIA A LA REFUTACIÓN

ETAPAS %Zn %Pb %Cd %Cu %As %Fe %In| Residuos lixiviados de zinc 25,0 6,0 0,12 0,5 0,5 30,4 0,06

Óxidos es^mados 62,5 11,2 0,5 0,06 0,30 2,5 0,15

Residuos de lwivación neutta 10,0 35,0 0,08 0,05 0,80 10,0 0,50

Residuos de luivación ácida 2,5 50,0 0,06 0,10 0,40 3,7 0,07

Concenttado de indio 15,0 10,0 0,60 2,0 r 9,0 6,0 10,0

Fuente: Laboratorio C 5NTRC»MIN ' '

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P^NTA DE INDIOCONCENTRACIÓN DE INDIO EN CADA UNA DE LAS ETAPAS DE REFINACIÓN

ETAPAS ENSAYOEN

ELEMENTOS

In Cu Pb Zn Cd As Fe Sn Ni TI Ag

Concentrado de indio % 10,0 2,0 1,0 15 0,6 9,0 6,0 0,3

1er Licor enriquecido (1et pregnant)

g/1 3,8 1,3 0,01 3,8 0,35 1,2 2,0 0,01

2do Licor enriquecido (2do pregnant)

g/1 8,0 1,1 0,01 1,1 0,12 0,8 1,7 <0,01

Solución impura después de la extracción por el solvente orgánico

g/1 100 0,4 0,07 10,0 0,04 0,46 2,8 0,001

Solución purificada g/1 90 <0,01 <0,07 12,0 <0,01 — 1,5 <0,01

Impurezas que acompañan al metal refinado de indio

ppm 15 38 <10 10 — 10 1 3 6 1

Indio refinado % 99,99

Fuente: Laboratorio CENTROMIN

CAPITULO IV

CARACTERIZACIÓN DE LOS EFLUENTES

LÍQUIDOS RESIDUALES INDUSTRIALES

4.1 GENE^^IDADESEn esta parte del estudio nos estableceremos las diferencias que existen entre los diferentes tipos de aguas residuales. La naturaleza del efluente determinará el o los procesos empleados para el manejo o tratamiento de efluente liquido. Para ello es preciso determinar la clase de efluente que tenemos, establecer los parámetros físicos, químicos y biológicos (según sea el caso) que debemos califi­car de modo que podamos lograr el sistema de trata­miento más adecuado.Empezaremos por la definición de agua residual, para terminar con la clasificación de los mismos.

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4.1.1 Concepto de agua residualLos vocablos sinónimos líquido cloacal, agua servida, líquido residual o agua usada son utilizados en el campo de la ingeniería sanitaria para nominar aquellas aguas de abastecimiento que, habiendo sido usadas para fines diversos, acusan en su composición pequeñas cantidades de sustancias extrañas agregadas por los comercios, industrias y núcleos domésticos. Por lo tanto se denomina agua residual a un agua que, durante su utilización de tipo doméstico, industrial, comercial, agrícola u otra, ha sufrido modi­ficaciones de calidad.

4.1.2 Clasificación de las aguas residualesLas aguas residuales se clasifican de acuerdo a su origen y composición. Cuando se diseñan los sistemas de disposición de aguas residua­les, es decir la recolección y tratamiento de las mismas, deben diferenciarse entre:

Aguas residuales domésticas que provienen de viviendas, edificios públicos y otras instalaciones, originadas por aguas de lavado de ropas y vajillas, aguas de limpieza, aguas de baño, aguas de inodo­ros, incluyendo el agua utilizada para

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limpieza de calles y control de incendios, asi como las provenientes de pequeñas industrias locales conectadas al mismo sistema de alcantarillado.Aguas residuales comerciales que provienen de locales comerciales, como mataderos, pequeñas industrias y otras instalaciones públicas que suelen estar conectadas a un sistema de alcantarillado común.Aguas industriales de todo tipo, producido por grandes plantas industriales, consti­tuidas por aguas originadas por los proce­sos propios de 'la producción, agua de limpieza y aguas de enfriamiento.Aguas residuales agrícolas, provenientes de la cría de ganado y el procesamiento de productos animales y vegetales.Aguas de infiltración provenientes del sistema de drenaje, tuberías de desagüe y del descenso artificial del nivel de las aguas subterráneas, así como la infiltra­ción de éstas hacia el sistema de alcanta­rillado a través de tuberías y otras instalaciones defectuosas.Aguas de lluvia, que incluyen todas las formas de precipitación: nieve, granizo y niebla.

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Aguas superficiales provenientes de aque­llos cuerpos de aguas que ingresan direc­tamente en los sistemas de alcantarillado.

Estos diferentes tipos de aguas residuales reciben en conjunto la denominación de "aguas residuales municipales" y están presentes en los sistemas de alcantarillado de las ciuda­des, por lo tanto, las aguas residuales municipales consisten principalmente en aguas de origen doméstico y aguas de infiltración; aguas de lluvia, cuyo mayor o menor porcenta­je depende de las condiciones locales, y aguas residuales comerciales, industriales y agrícolas.La aguas residuales contienen diversas sus­tancias de origen natural o artificial, que pueden ser más o menos dañinos para el hom­bre, los animales y el ambiente. La composi­ción de las aguas residuales dependen de su origen antes de la descarga.

4.1.3 Necesidad de la separación de redes para el tratamiento eficiente de las aguas residua­les.La figura 5.1 indica el posible efecto de un nuevo vertido industrial en una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas

89

(reunión de todo tipo de aguas residuales). En este ejemplo, el vertido industrial con su proporción constante de degradación, tiende a bajar la descomposición de las aguas residua­les de forma gue el resultado indica una menor subida debido a la nitrificación. También la velocidad de la descomposición de los vertidos industriales tiende a bajar la rápida velocidad inicial de las aguas resi­duales urbanas.

En el caso de nuestro estudio se encontraron tres tipos de efluentes líguidos o aguas residuales: aguas residuales de origen domés­tico, aguas residuales industriales y aguas de refrigeración. Inicialmente, estos tres tipos de aguas residuales descargaban por un solo-efluente lo gue esto hacía imposible un tratamiento inmediato.

Por ello la primera fase del proyecto de tratamiento consistió en la separación de las redes de descarga de acuerdo a su naturaleza, es decir, se separó el efluente único inicial en tres efluentes diferentes: el efluente de aguas residuales domésticas, el efluente de aguas residuales de refrigeración y el

90

efluente de las aguas residuales industria­les. Nuestro estudio se refiere únicamente al tratamiento de este último tipo de agua residual.

Para continuar es preciso definir más explí­citamente los tres tipos de efluentes mencio­nados.

4.2 AGUAS DE RESIGNACIÓN

Son aguas producto de la utilización del agua fría como refrigerante en diversos procesos en los que se requiere un cambio de mayor o menor temperatura. Son aguas débilmente contaminadas porque contienen poca o ninguna materia orgánica y se califican como no contaminantes. Pero pueden ser contaminadas por pequeños escapes, productos de corrosión o por la temperatura por lo que requieren, si fuera el caso, de tratamientos mínimos complementarios dependiendo de su origen y composición.

4.2.1 Fuente de las Aguas de RefrigeraciónLos aparatos refrigerantes son muy variados; pueden citarse:

Condensadores e intercambiadores térmicos.

91

- Refrigerantes de aceite, de aire, de gases, de líquidos, etc.Motores compresores.

- Altos hornos, hornos, trenes de lamina­ción, etc.

- Reactores químicos.Fi^^a 5.1 Velocidad de desoxigenación de aguas residuales urbanas. Un vertido indus­trial y una combinación de ambos.

El agua fría penetra en estos aparatos y su temperatura se eleva por contacto con las paredes calientes. A la salida puede presen­tarse :

92

1. El agua caliente (agua de refrigeración) se vierte al curso de agua: se trata de un circuito abierto. Figura 5.2

Fi^^a 5.2 Origen del agua de refrigera­ción de un circuito abierto.

Fluido caliente

2. El agua caliente se enfría por contacto con un fluido secundario (aire o agua) y retorna, sin contacto con el aire, a los aparatos que refrigera. La purga del agua usada (agua de refrigeración) es luego de un tiempo descargada al curso del agua. Se trata de un circuito cerrado. Figura 5.3

93

F i ^ r a 5.3 Origen del agua de refrigera­ción en un circulo cerrado.

Agua caliente

Purga

Intercambiadortérmico

Intercambiador de agua

n51Cu;

Q,=

Agua fría BombaCurso de agua

3. El agua caliente se enfria por evaporación parcial en una torre atmosférica y se envía de nuevo a los aparatos que refrige­ra. La purga del agua usada (agua de refrigeración) es descargada finalmente al curso del agua. Es un circuito semi abier­to con recirculación a través de un refri­gerador atmosférico. Figura 5.4

94

Fi^ra 5.4 Origen del agua de refrigera­ción en un circuito semi abier­to.

Purga

Bomba ’Curso de agua

Agua caliente

Fluido caliente

Intercambiadortérmico

TFluido frío

Agua de refrigeración

4.3 AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

Las aguas residuales industriales son los originados por el uso del agua en la industria como materia prima, como un medio de producción o como producto de algún proceso de la producción industrial.

95

4.3.1 Origen, clasificación y composición de las aguas residuales industriales

El origen de las aguas residuales industria­les es muy diversa: reunirlos por la semejan­za de producción de acuerdo a la siguiente clasificación:

1. Aguas residuales industriales inorgánicas provenientes de:* Industrias de mineral no metálicos.* Industria de procesamiento de metales.* Minas y plantas de desbaste de minera­

les.* Industrias químicas.

2. Aguas residuales industriales orgánicos provenientes de:* Industria de productos farmacéuticos y

cosméticos.* La fabricación de tintes.* La producción de jabones y detergentes

sintéticos.* La industria de plástico.* La industria textil.* Las plantas de procesamiento de made­

ra, pulpa, papel y cartón.

96

* La industria de la refinería del pe­tróleo.

* La industria de procesamiento de ali­mentos.

* Del procesamiento de productos resi­duales de origen animal y vegetal.

Cada Industria tiene efluentes residuales industriales diferentes variando sus caracte­rísticas físicas, químicas y biológicas. Dependiendo de su producción y utilización de materia prima generan contaminantes tales como: ácidos, álcalis, materia orgánica,sólidos en suspensión, sólidos y líquidos flotantes, temperaturas elevadas, color, turbidez, productos químicos tóxicos, espu­mas, microorganismos, materias radioactivas, restos biológicos, etc.

Los efluentes que son materia de nuestro estudio, pertenecen a la clasificación de aguas residuales de la industria de procesa­miento de metales. En adelante nuestro estu­dio se centrará en el tratamiento de estos efluentes.

97

4.4 MÉTODOS DE ^O^^IENTO

INTRODUCCIÓN

El muestreo de las aguas residuales y las corrientes receptoras, constituye uno de los aspectos fundamen­tales de todo programa que tenga como objetivo disminuir el grado de contaminación de los recursos naturales. Los resultados de un programa de mues­treo son la base del diseño de los sistemas de tratamiento y de la operación de modelos metálicos que simulan el comportamiento de corrientes de agua cuando han sido afectadas por descargas contaminan­tes.

Los muéstreos incorrectos producen resultados incoherentes que llevan a diseños o toma de deci­siones erradas, sin embargo, el cumplimiento de algunos conceptos básicos elementales, permite evaluar acertadamente el impacto causado por la descarga de aguas residuales y dar soluciones dentro de marcos reales.

Los aspectos básicos que se deben cumplir dentro de un programa de muestreo son:a. Asegurar que la muestra que se tome sea

representativa del agua residual o corriente

98

muestreada.

b. Utilizar técnicas de muestreo apropiadas.c. Preservar las muestras adecuadamente antes de

ser analizadas.d. Analizar correctamente los resultados obteni­

dos.

4.5 MÉTODOS DE MUESTREO

4.5.1 Aspectos generales de un muestreo

a. Representatividad de la muestraLas descargas de aguas residuales varían en su composición cuantitativa y cualita­tiva con el tiempo y pueden no estar uniformemente mezcladas en sitio donde se toma la muestra. Es común encontrar cana­les de descarga obstruidos por sedimentos, o cuando estos son anchos se presentan diferentes corrientes con características diferentes. El localizar un sitio de muestreo donde la muestra se presenta mezclada y sea representativa de la des­carga que se requiere analizar puede ser dispensioso, en muchas ocasiones no se encuentran sitios apropiados y dependerá

99

de la habilidad del ingeniero, la obten­ción de un sitio de muestreo apropiado. Un análisis de la variación de la composi­ción de una descarga es fundamental y sólo un conocimiento de las actividades coti­dianas permite conocer estas variaciones. De estos cambios en la composición de un desecho depende el tipo de muestra a tomar: instantáneo, compuesta, etc.

b. Técnicas de muestreo apropiadasUna técnica de muestreo apropiada no implica el tener una técnica sofisticada; en muchos casos el uso de equipo sofisti­cado solo mejora en un bajo porcentaje la precisión de los resultado. Un conocimien­to de los equipos de muestreo.

c. Preservación de las muestrasLa preservación adecuada de una muestra es necesaria cuando transcurre mucho tiempo entre la hora de toma de ésta y el análi­sis posterior en el laboratorio. Algunos análisis se ven muy afectados por los tiempos de retención tales como la DBO y el NMP de coliformes. Para preservar una

10 0

muestra antes de ser llevadas al laborato-rio se usan algunas medidas preventivas tales como el uso de hielo, soluciones ácidas, etc., como veremos más adelante. Los tiempos de retención de una muestra son variables según los análisis a reali­zar, existiendo algo de flexibilidad y variación de estos tiempos según criterio de la persona encargada de un programa de muestreo.

d. Análisis de datosEl análisis de resultados de un programa de muestreo son parte fundamental de las decisiones que se tomen respecto a un programa de descontaminación. Desde las etapas preliminares se deben comparar los resultados, verificar que correspondan a situaciones de acuerdo con el tipo de muestra analizada y finalmente evitar incongruencias entre los diferentes resul­tados. Por ejemplo un pH bajo en un dese­cho alcalino, Una DBO mayor que una DQO, etc. , son indicativos de que se están presentando situaciones anómalas en el programa de muestreo.

101

Los tipos más comunes de muestras son las instantáneas y las compuestas pudiendo ser obtenidas ambas de una manera manual o auto­mática.

1. Muestra instantáneaUna muestra instantánea presenta las condiciones de una corriente o agua resi­dual en el momento de ser tomada. Este tipo de muestra se aconseja cuando:

a. Las descargas de aguas residuales son intermitentes. En muchos procesos industriales los desechos no fluyen continuamente, sino que son almacena­dos en tanques y se descargan una vez que éstos se llenan o simplemente obedecen a cambios continuos en el proceso industrial durante el día.

b. Las características de los desechos son constantes. En ciertos casos las descargas de aguas residuales son constantes con el tiempo. Cuando esta situación se presenta, una o pocas muestras serán representativas del

4.5.2 Tipos de muestra

102

desecho. Hay que aclarar que se puede tener una descarga (flujo) intermiten­te o continua ya sea con característi­cas constantes o variables; esto quie­re decir que tanto las muestras sim­ples como compuestas pueden ser reque­ridas en descargas con flujos constan­tes.

c. Cuando un agua residual presenta va­riaciones extremas en su composición una muestra instantánea es necesaria.Así, una muestra compuesta con pH neutro, puede ser resultado de porcio­nes de la muestra compuesta total que presentaban un pH muy ácido o alcalino y que al ser mezclados fueron neutra­lizados. Variaciones extremas en el pH de un desecho pueden dar como resulta­do la necesidad de diseñar tanques de homogenización o neutralización en una planta de tratamiento de aguas resi­duales. Para el caso de análisis del oxígeno disuelto (OD), temperatura (T), cloro residual y otros gases disueltos, la muestra instantánea es obligatoria.

103

2. Muestra compuesta

Cuando la composición de un desecho pre­senta ciertas variabilidad, se aconseja el uso de muestras compuestas. Una muestra compuesta consta de muestras pequeñas individuales que se toman ya sean propor­cionales al tiempo o al flujo y son mez­clados para formar una muestra total que es la que se somete a un análisis poste­rior .

Los volúmenes individuales de las muestras deben proveer al final de la mezcla, una cantidad suficiente que permita realizar todos los análisis de laboratorio. Cuando las muestras se toman cada hora se reco­mienda que el volumen de la muestra no sea inferior a 200 mi y si ésta se toma cada 5 minutos, es aconsejable que el volumen no sea inferior a 25-30 mi.

Como se anotó anteriormente, los volúmenes de muestra individual que se tomen pueden ser proporcionales al tiempo o al flujo. En el primer caso se toma un volumen fijo de muestra cada vez que cierta cantidad de

104

flujo haya pasado por la estación de muestreo. En el segundo caso se tomará un volumen variable de la muestra, proporcio­nal al flujo que esté pasando por el sitio de muestreo, cada cierto período fijo de tiempo.

En cuanto al tiempo que dura la formación de la muestra compuesta, se puede decir que éste es determinado por el máximo período de retención de las muestra antes de ser llevada al laboratorio. Así, si se ha definido un máximo período de retención de 8 horas para una muestra a la cual se le realizará un análisis de DBO, este será el tiempo limitante para la formación de la muestra total.En el caso de corrientes receptoras, la calidad de éstas varía durante el día según los hábitos diarios de la población, horarios de operación del sector indus­trial, etc. cuando no se efectúa ningún tipo de control a las descargas contami­nantes.

105

4.5.3 Muestreo manualEl muestreo manual es recomendado cuando se tiene puntos de fácil acceso. Estos puntos sólo se identificarán después de que se ha hecho un recorrido por todos los sitios de descarga o de la corriente, siendo común encontrar puntos de difícil acceso que reque­rirán ciertas adaptaciones para facilitar la toma de la muestra.

El muestreo manual tiene como ventaja el permitir al muestreador tomar nota de cual­quier características especial de la muestra o corregir inmediatamente fallas que se puedan presentar. Es así como en un muestreo manual se facilita la apreciación de sustan­cias flotantes, cambios en el color y olores.

4.5.4 Muestreo AutomáticoCuando se toman muestras compuestas que requieren varias horas para su formación, o se tiene puntos de muestreo con un acceso muy difícil, es aconsejable un muestreo automáti­co.

106

El uso de muestreadores automáticos tiene la

ventaja de ahorrar mano de obra y con más precisión, aunque requieren de revisiones continuas para prevenir atascamientos y otras fallas.

4.5.5 Frecuencia de muestreoLa frecuencia de muestreo depende principal­mente de la variabilidad de las aguas resi­duales a muestrear o en el caso de corrientes receptoras de la hora del día, período esta­cional (invierno, verano). La frecuencia de una muestra instantánea es generalmente de 1 hora pero a medida que disminuye la variabi­lidad, la frecuencia de muestreo puede lle­varse a rango más amplios como 2, 4, 6, 8, 10, 16 y hasta 24 horas. Los muéstreos con este tipo de frecuencias pueden ser realiza­dos manualmente si el acceso al lugar de toma lo permite.

Cuando la- composición presente una alta variabilidad, las muestras deben ser tomadas con frecuencia que varían desde 3 minutos a 1 hora.

107

Un frecuencia tentativa para la toma de muestras, dependiente de los parámetros a analizar se presenta en la Tabla siguiente:

FRECUENCIAS SUGERIDAS PARA LA RECOLECCIÓN DE MUESTRAS COMPUESTAS

VariabilidadParámetro Alta Choras) ^ia Choras)DBO 1-4 1-2DQO,COT 2 8Sólidos suspendidos 8 24Alcalinidad-acidez 1 8Nitrógeno-fósforo 24 24Metales pesados 4 24

PH continua 4

Ajustes de la frecuencias de muestreo pueden ser hechos después de conocer las variaciones diarias, semanales y mensuales de las descar­gas de aguas residuales y por consiguiente de las corrientes receptora.

4.5.6 Identificaciones de las muestras

Toda muestra que se tome debe ser identifica­da inmediatamente con los siguientes datos:

108

a. Localidad donde se efectúa el muestreo.b. Sitio exacto de recolección de la muestra.c. Origen del desecho (caso de una descarga).d. Fecha de recolección (hora, día, mes).e. Tipo de muestra (simple o compuesta).f. Datos medidos en el sitio (ph, temperatu­

ra, conductividad).g. Observaciones (apariencia, olor, color,

etc.)h. Nombre de la persona que toma la muestra.

4.5.7 Manejo de las muestras

Para la obtención de muestras representativas se recomiendan las siguientes reglas genera­les:

a. Las muestras deben tomarse en sitios bien mezclados. Deberán evitarse los vertederos pues estos favorecen la sedimentación de sólidos aguas arriba y la acumulación de grasasy aceites aguas abajo.

b. Las muestras deben tomarse en la mitad del río, canal o alcantarilla, o en el sitio donde se considere que hay poco sedimenta­ción de sólidos y alta velocidad.

109

c. El volumen de muestras debe ser suficiente

para realizar todos los análisis programa­dos más una cantidad adicional para repe­tir análisis dudosos o adicionales.

d. La práctica de crear algo de turbulencia en el sitio de muestreo debe hacerse con cuidado pues esto ocasiona la resuspensión de sólidos que puedan estar depositados en el fondo.

e. Cuando se tienen varias porciones de muestra que deben ser mezcladas al final de una jornada es aconsejable mezclar todas las porciones de muestra, mezclar­las, obtener la muestra compuesta y luego tomar la cantidad necesaria a ser llevada al laboratorio para análisis posterior.

f. El almacenamiento de las muestras debe garantizar que no se va a producir altera­ción de ellas. La refrigeración es la práctica más aconsejable, sin embargo, si se considera que el almacenamiento no es adecuado para un análisis específico, se recomienda tomar una muestra separada para este compuesto, la cual recibirá trata­miento especial.

g. Los recipientes de muestreo deben estar limpios. Nunca deberá tomarse una muestra

110

con bajo contenido de contaminantes en recipientes que tengan residuos de dese­chos altamente concentrados,

h. Hay que ser previsor en cuanto al número de recipientes necesarios, etiquetas para identificación de muestras, reactivos y accesorios para mediciones directas en el sitio de muestreo (ejemplo: pipetas,frascos, termómetros, reactivos para fijación de oxígeno disuelto, guantes, sogas, etc.).

4.5.8 Reservación de las muestras

1. Cambios en la composición de la muestra El fin primordial de la preservación de una muestra es evitar que se presenten cambios fisicoquímicos o bacteriológicos antes de que sean analizada. Estos cambios pueden ser:a. No permitir que penetre aire a la

muestra cuando se va ha realizar aná­lisis de OD, C02, H2S, cloro libre, NH3 y otros gases.

b. La temperatura y el pH deben determi­narse inmediatamente en el sitio de

111

muestreo. Si el OD no se puede deter­minar en su totalidad, este debe ser fijado con las soluciones de sulfato manganeso y álcali-yoduro-nitruro según lo especificado en el método de Winkler para determinación de OD.

c. Los métodos de preservación generales y los máximos períodos de retención de una muestra antes de ser analizada se presentan en el cuadro 4.1

4.5.9 Equipos de muestreo1. Muestreadores manuales

Entre los muestreadores manuales de uso común tenemos los siguientes:a. Botellas plásticas de 1-2 litros de

capacidad, con boca ancha (5 cm).b. .Baldes provistos de una soga. Este

arreglo se aconseja cuando el sitio de muestreo es de difícil acceso.

c. Cucharones provistos de un mango lar­go.

d. Recipientes provistos de un lastre. Este arreglo es necesario cuando se hace un muestreo en un sitio de difí­cil acceso y no es posible sumergir el recipiente en la corriente que se

112

muestree.

e. Bombas manuales. También se utilizan en sitios de difícil acceso.

2. Muestreadores automáticosLa mayoría de los muestreadores automáti­cos tienen como finalidad la obtención de muestras compuestas. Estos equipos son muy variados; comercialmente se puede obtener para propósitos específicos. Cuando se selecciona uno de ellos hay que ser cuida­doso con su capacidad y material. Es preferible tener equipos resistentes a la corrosión.

113

CUADRO 4.1

PRESERVACIÓN DE LAS ^ESTOASPAR^^TRO PRESERVACIÓN MAXIMO PERÍO­

DO RETENCIÓN

Aceites y gras^ 2 mi H2S O A , 4o C 24 días

Acidez-alcalinidad Refrigeración - 4o C 24 horas

Cianmos NaOH apH - 10 24 horas

Calcio No requerido 7 días

Cartón orgánico 2 ml/H2SOVl- (pH=2) 7 dras

Color Refrigeración - 4o C 24 horas

DBO Refrigeración - 4o C 6 horas

DQO 2 ml/H2SOVl- 7 días

Durera No requerida 7 dras

Fluoraos No requerida 7 días

Fenoles 1 mg CuS04/l + H3P 0 2 pH=4, T=4° C 24 horas

Fósforo 40 mg HgCl^l, 4o C 7 días

Metales totales 5 mi HNO^l 6 meses

Metales disueltos Filttar 3 ml/1 ^ 0 3 pH=2 6 meses

Nittógeno - NH3 40 mg H gC yi, 4o C 7 dras

Nittógeno Kjedahl 40 mg HgCl^l, 4o C 24 horas

Nitrógeno - N ^ , N 0 3 40 mg H gCyi, 4o C 7 días

| Olor Refrigeración 4° C 7 días

| Oxígeno disuelto Determinación en sitio

|pH Determinación en sitio

j Sólidos No necesaria 7 días

| Sulfates Refrigeración 4o C 7 días

| Sulforos 2 mi acerato Zn/1 7 días

| Turbiedad No necesaria 7 días

114

a. Muestreador no-proporcionalCuando no se presentan muchas varia­ciones en el flujo de una descarga, un muestreador similar puede ser cons­truido fácilmente. Cuando el agua contenida en el recipiente R1 es dre­nado por la manguera MI, se crea un vacío en el tanque Rl, lo cual hace que el agua del canal de donde se toma la muestra fluya al recipiente R2 a través de la manguera M3.

La tasa de maestreo está regulada por la cantidad de agua que se drena del recipiente Rl, la cual es graduada por medio de la llave colocada al extremo de la manguera MI.

b. Muestreadores proporcionales1 Muestreadores de cuchara

Un muestreador de cuchara como el de la figura 1 es más apropiado para el muestreo de aguas residuales pues recoge un volumen definido de mues­tra a intervalos irregulares de tiempo. La cuchara que se indica, rota a una velocidad constante y

115

cuando se sumerge recoge un volumen de muestra que dependerá del nivel del agua en el canal. Este muestrea- dor es recomendado para desechos con bajo contenido de sólidos y en zonas donde existe una relación entre flujo y Profundidad.

Fi^^a 1: Muestreador de cuchara

El muestreador de disco, figura 2, consiste en un motor que acciona una rueda sobre la cual se encuentran suspendidos varios recipientes. Estos recipientes se encuentran

116

colocados a diferentes distancias

del eje del disco y a medida que éste rota, los recipientes se sumer­gen en el líquido a ser muestreado y tomar una porción de la muestra. A medida que aumenta el nivel del agua, mayor será el número de reci­pientes que se sumergen y por consi­guiente mayor es el volumen de la muestra tomada.A medida que la rueda gira, los recipientes descargan el volumen de agua residual recolectada a un con­ducto que está conectado a un frasco que almacena el volumen total de la muestra. Este muestreador se reco­mienda cuando se tiene flujos que oscilan entre 0,4 y 80 1/min.

117

F i ^ r a 2: Muestreador de disco

3 Muestreador de fluio constanteEste tipo de muestreador consiste en un bombeo que se hace del agua resi­dual directamente de una alcantari­lla. Después de que cierto volumen predeterminado de agua residual pasa a través de un medidor de flujo, una válvula permite tomar un volumen de muestra. Este muestreador se reco­mienda para tomar muestra de alcan­tarillados con acceso difícil.

118

4 Muestreador de cadena

Un muestreador de cadena (figura 3) consta de un recipiente montado sobre una cadena sin fin, la cual es activada a intervalos fijos, llevan­do el recipiente que toma la muestra hacia abajo donde se sumerge en el flujo de agua residual. Una vez recogida la muestra, esta es elevada y luego depositada en un recipiente mayor que almacenará la muestra total. Este muestreador se recomien­da para realizar muéstreos permanen­tes que requieren de una instalación fija.

119

F i ^ ^ a 3: Muestreador de cadena

p u r a

5 Muestreador de alta velocidadLos muestreadores de alta velocidad y precisión son equipos comerciales capaces de recoger muestras en co­rrientes de agua, cámaras de inspec­ción, etc, pueden tomar muestras proporcionales a flujo o al tiempo. Los detalles sobre este tipo de muestreadores (figura 4) pueden ser

120

obtenidos de diferentes fabricantes.

Fi^ra 4: Muestreadores de alta velocidad

6 Muestreador de vacíoUn muestreador de vacío es adecuado para aguas con alto contenido de sólidos suspendidos (SS) o caracte­rísticas corrosivas.

121

En este muestreador, un reloj o cronómetro activa una bomba de vacío que succiona la muestra a través de la línea de succión. El agua reco­lectada es llevada a la cámara N0 . 1 la cual está prevista de un flota­dor. Este flotador va subiendo con el nivel del líquido en la cámara N°. 1 hasta que cierre la boquilla 1, con lo que se interrumpe el va­cío. la muestra almacenada en la cámara N°. 1 se deposita en el fras­co que almacenará el desecho y lo que haya quedado retenido en la línea recta al alcantarillado por gravedad. La cámara N°. 2 sirve como trampa o sistema de seguridad para que el desecho muestreado no alcance la bomba accidentalmente.Este sistema puede ser accionado de modo que se pueda soplar aire a través de las líneas de succión, antes de que se realice la toma de la muestra. Esto evita las obstruc­ciones y presencia de material con­taminante.

122

Los muestreadores biológicos se usan para promover el crecimiento de los organismos característicos de una corriente en un medio artificial. Su uso tiene aplicación en los estudios de corrientes de agua; se pueden uti­lizar como prueba de que de una des­carga de agua residual no está afec­tando la vida acuática de la corriente receptora. Estos muestreadores se aplicaron inicialmente en Inglaterra, pero su uso se ha extendido ampliamen­te para complementar los aspectos fisicoquímicos y biológicos que son afectados por descargas contaminantes.

Entre los muestreadores biológicos tenemos los siguientes:

1 Canasta de piedraeste muestreador se coloca en el lecho de una corriente de agua y sobre la superficie de piedras se produce el crecimiento de organismos acuáticos. La canasta puede ser abierta para facilitar la toma y

c. Muestreadores biológicos

123

recuento de organismos. En lugar de piedras se puede utilizar pedazos de concreto, madera o material sintéti­co.

Fi^^a 5: Muestreador canasta de piedras

2 Platos múltiplesEste muestreador consta de una serie de bandejas que se colocan en la corriente muestreadora y sobre las cuales se realizan los crecimientos biológicos. Para realizar el conteo de organismos acuáticos se saca el conjunto de bandejas, se coloca dentro de una bolsa plástica para evitar pérdida de la muestra y se lleva luego al laboratorio.

124

f i ^ r a 6 Muestreador de Platos Múltiples

3 Bandeja cubiertaLos muestreadores anteriores pueden favorecer el arrastre de organismos acuáticos cuando se está sacando el muestreador de la corriente mues- treada. Esta situación se evita colocando una bandeja de unos 3 cm de altura sobre el fondo de la co­rriente. Cuando ésta se va a retirar se coloca una tapa que se sujeta a la base por medio de una cadena. La bandeja ya cubierta puede ser reti­rada como se muestra también en la

125

Para el muestreo biológico manual se hace la recolección en rocas, plan­tas, troncos, etc.Los criterios a seguir son los si­guientes:* Tomar muestras mínimas durante 30 minutos 1 hora al menos en 5 puntos de la sección transversal.* Cuando ya no se encuentran nuevos tipos de microorganismos se debe pasar a la siguiente estación. Si después de 10 minutos sólo se en­cuentran una especie, también se debe pasar a la siguiente estación.

3. Ubicación de las estaciones de muestreo Las estaciones de muestreo deberán estar localizadas antes y después de una des­carga. Si la muestra que se toma después de la descarga, se hace inmediatamente después de ésta los resultados pueden se erráticos. Esta estación deberá estar a una distancia aguas abajo, como para que se haya producido buena mezcla. Si la corriente es muy ancha, la variabilidad

126

puede ser grande, haciéndose necesario tomar varias muestras en la sección trans­versal.El muestreo desde las riberas del río no es muy satisfactorio más si las secciones son irregulares, lo recomendable es tomar muestras en una zona recta, sección regu­lar donde haya buena mezcla.Los puentes son puntos ideales para estos muéstreos.Muestras adicionales deberán tomarse antes de los puntos de descarga y en el tributa­rio, antes de la desembocadura a la co­rriente principal.Debe de haber al menos una estación de muestreo, localizada en las siguientes zonas:a. Zona de descomposición activa.b. Zona donde ocurre el mínimo ODc. Zona de recuperación.d. Zona de aguas limpias o donde no se

nota el efecto de la contaminación.

Si las descargas de contaminantes están concentradas en un solo punto de perfil de OD serán regular, en caso contrario se presentarán varios mínimos o retardos

127

primarios y secundarios.

Cuando el rio es muy ancho, muy profundo, o no uniforme las diferentes muestras que se toman deberán estar localizadas según la figura 8.

Fi^ra 7

fi^ra 8:

128

Cuando se trata de recoger muestras de plancton en un lago, éstas se deben tomar entre 30 y 60 cm por debajo del nivel del agua.

Las aguas que son descargas en un lago se estudian lo mismo que en un río.Para estudiar los efluentes de un lago, lo más representativo del estudio será el epilimnio.La toma de muestras de plantas acuáticas se hará en las riberas del lago.Los puntos de muestreo en un lago se pueden ubicar según el patrón que se indica a continuación:

fi^ra 9: Localización de estaciones de muestreo en un lago

129

Cuando se trata de reservaciones muy largas, las estaciones de muestreo deben localizarse a lo largo de ésta según lo indica la figura 10.

Figura 10: Localización de puntos de muestreo en un lago alargado.

4.5.10 Medición de caudales en corriente y conduc­tos por gravedad

1. Tuberías parcialmente llenas horizonta­les o inclinados a Método de las coordinadas.

Es posible hacer estimaciones aproxi­madas del caudal que se descarga li­bremente por una tubería, midiendo las longitudes, y las direcciones X Y del chorro, una vez ha dejado la tubería.

130

Fi^^a 11: Cálculo de caudal en tuberías parcialmente llena por medio del método

de las coordenadas.

ELEJEXDmsEKA IA Y

EL EJE Y B

Q=^^®®ñ X (gal0nes/minUto)

A = Area mojada del líquido en la, Otubería (pie^)

X, Y = ver figura 11 (pies)

131

F i ^ ^ a 12

Miiiiiiiiii'í'iVli'iim

©Y = l f t

V e l e i d a d (V ) = 4 .0 X

D e s c a rg a G P M = 4 5 0 A V

b Método de CaliforniaEste método se puede aplicar para tuberías parcialmente llenas y descar­gan libremente. La parte horizontal de la tubería debe ser igual, al menos a seis veces el diámetro de la tubería. Si la tubería no es horizontal, esta sección debe ser agregada (figura 13)

132

Fi^ra 13: Método de California para el cálculode caudales

Las experiencias para calcular el caudal son:Q = TW (galones/minuto)T = 3900(1 - a/d)1'88 d = diámetro de la tubería (pies) a = d - tirante (pies)W = d2'48

c Método de la velocidad superficial y la profundidad media.Este método es también muy aproximado

133

y sólo se recomienda en los muéstreos preliminares. El caudal puede ser calculado por la ejecución.Q = (a)(v).La velocidad promedio (v) puede ser medida determinando la velocidad su­perficial pues éstas están relaciona­das por medio de la expresión:

vmedia = 85VsupLa velocidad superficial puede ser medida con un material flotante (cor­cho, tapa, naranja, etc.) calculando el tiempo que tarda en recorrer cierta distancia.El área "a" puede ser determinada midiendo la profundidad del líquido en la tubería y haciendo uso de la rela­ción.a/A vs d/D,Se recomienda hacer mínimo 4 ó 5 lec­turas para el cálculo de la velocidad. Si hay muchas diferencias el proceso se debe repetir de 20 a 30 veces, luego elaborar una curva y obtener el valor medio.

134

d Relaciones d/D, q/Q, v/V, a/AEl cálculo de caudales en conductos circulares que funcionan por gravedad puede también hacerse a partir de las relaciones graficadas en la figura 19. Estas relaciones son de uso común en el diseño de alcantarillados, por consiguiente, no serán discutidas aquí.

135

Una alcantarilla de 8 pulgadas (20 cm) fluye con una profundidad de 10 cm y una velocidad (v) de 0,5 m/s. Encon­trar la velocidad (V) y flujo en (q) de esta tubería (utilizar la figura 19).d/D = 10/20 =0,5entonces para d/D = 0,5 tenemos:

q/Q = 0,5a/A =0,5 v/V =1,0

Ejemplo 1.

a = 0,5 X 0,314 = 0,0157 m2 q = v x a = 0,157 m2 x 0,5 m/seg

= 7,85 x 10“3 m3/s = 7,85 1/s

2. Corrientes de agua-canalesa Medidor de corriente (Molinete)

El medidor de corriente o molinete es un dispositivo constituido por una serie de paletas las cuales giran al estar en contacto con una corriente de

13 6

agua, siendo el número de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente.Las mediciones de velocidad general­mente se hacen a una profundidad de 0,6 por debajo del agua o también a profundidades de 0,2 y 0,8 h. La velo­cidad se debe medir en varios puntos a lo largo del área transversal (figura 14).La profundidad en el canal o alcanta­rilla deberá ser suficiente para que pueda trabajar el molinete.

fi^ra 14: Medición de la velocidad en la sección transversal de una corriente o canal

137

El cálculo se hace por medio de la siguiente expresión: q = v.A donde

E A 1i-i

b Método de ManningCuando se conoce la pendiente (s) y rugosidad (n) de una tubería o canal es posible conocer el caudal por medio de la fórmula de Manning. Aunque este método no es muy exacto por la difi­cultad de medir n,s en muchas ocasio­nes es de utilidad.La expresión general de Manning es:

1 1 ¿q ~ -Ai? :n

donde:n=Coeficiente de rugosidad (Cuadro 9­

3)S = pendiente

, OA = área mojada (m^)

138

R « radio hidráulico = A/p« área mojada/perímetro mojado (m)

Ejemplo. Qué caudal lleva un canal rectangular revestido de cemento con pulido ordinario, de 1,2 m. de ancho, trazado con una pendiente de 4/10.000 si la profundidad es de 0,6 m? Solución:A - (l,2)(0,6) - 0,72 m2

R - ( 1,2 ) [0,6/(.l,2 + 0,6 + 0,6)| - 0,3 m.

n - 0,015 (tabla 9-3)

Q- (1/0,015)(0,72 m2)(0,3 m)2/3(0,0004)1/2

- 0,43 mJ/s

139

CUADRO 9-3

ALGUNOS VALORES ^DIOS DE n ^ffLEADOS EN LAS FÓ^TOLAS R^raro Y ^ANNING Y DE m EN LA FÓ^TOLA DE BAZIN

TffO DE ^ ffiR T O n m

Cemento como pulido, madera muy bien cepillada 0,010 0,11

Madera cepillada, acequias de duelas de madera nue­vas, fandición 0,012 0,20

Tubería de alcantarillado bien vitrificada, buena mam- postería, tubería de hormigón ordinario, madera sin cepillar, acequias de balasto liso. 0,013 0,29

Tubería de alcantarillado de arcilla ordinaria y tubería de fandición ordinaria, cemento con pulido ordinario. 0,015 0,40

Canales de tierra, rectos y bien conservados. 0,023 1,54

Canales de tierra dragados en condiciones ordinarias. 0,027 2,36

Canales labrados en roca. 0,010 3,50

Ríos en buenas condiciones. 0,030 3,00

140

c Vertederos

El vertedero es uno de los dispositi­vos más comunes utilizados para la medición de caudales.

En un vertedero el nivel del agua a una determinada distancia aguas arriba de la cresta es proporcional al flujo. Un vertedero común consta básicamente de una lámina o plato con un borde angosto que se coloca perpendicular a la dirección del flujo.

Uno de los problemas asociados con vertederos rectangulares es la concen­tración que sufre el flujo cuando éste pasa sobre una cresta, siendo el ancho efectivo menor. Para evitar este últi­mo problema se desarrolló el vertedero Cipolleti.

141

F i ^ r a 15

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Las siguientes recomendaciones permi­te hacer un uso más efectivos de los vertederos.1 El borde del vertedero debe ser tan

delgado como el filo de un cuchillo. La altura del vertedero desde el fondo del canal hasta la cresta debe ■ser al menos 2 veces la profundidad, con el fin de disminuir la velocidad de aproximación. Además, la veloci­dad aguas arriba del vertedero debe ser mayor de 0,1 m/s.

142

2 El vertedero debe quedar unido a la pared del canal. El fondo también debe quedar pegado al fondo del canal (hacer uniones con asfalto, etc.)

3 El vertedero debe estar completamen­te nivelado para asegurar una pro­fundidad uniforme.

4 La cresta del vertedero siempre debe quedar limpia. La sedimentación en el canal de aproximación afecta las mediciones.

5 El vertedero debe estar localizado en una sección recta, con poca pen­diente. La velocidad de aproximación debe ser uniforme.Cuando una tubería está fluyendo completamente llena se puede hacer una adaptación.

Tipos de vertederos

Vertedero rectan^lar de pared delgadaCuando el ancho de cada extremo es al menos 2 veces de cabeza sobre la cresta, se aplica la fórmula de Francis.

143

Q = 1,83 LH3/2 Q (m3/seg)L, H (m)Para resolver esta ecuación existen monogramas. Esta expresión no se aplica cuando las descargas tienen baja la cabeza de agua.

Vertedero trianularLos vertederos triangulares más utiliza­dos son aquello que forman un ángulo de 90° o isósceles. Cuando la cabeza sobre un vertedero triangular es menor de 10 cm hay posibilidad de que se formen vacíos y por lo tanto no se recomienda su uso.Las expresiones más comunes son:Q = l,4h5/2 h (m)Q ( m 3 / s )

L = 90 °Q = 0,775h2'47 h (m)Q ( m 3 / s )

L = 60 °

144

El vertedero Cipolleti es caracteriza por su forma trapezoidal, siendo las proyecciones de sus paredes 1 horizontal 4 verticales. El cálculo del caudal se hace por medio de la expresión:Q = 1,839 L h3/2 L, h (m).

Ejemplo 3.Se tiene un vertedero con dos concentra­ciones laterales, con una longitud de cresta de 1,15'm. Determinar el caudal cuando la lectura de la cresta es de 0,28 m.Q = 1,83 LH3/2 Q = 1,83 X 1,15 X 0,283/2 Q = 0,31 1/s.

Vertedero Cipolleti

145

REF^ENCIA

1. Monitoring Industrial Wastewater. 1973. Evironmental Protection Agency. USA.

2. CAIRNS/DICKSON. 1976. Biological Methods Assessment of water quality. American Society for Testing and Materials. Baltimore. USA.

3. Wastewaters Samples and Recording Flow Meters. ISCO. Catálogos.

4. Standar Methods for the examination of water and Wastewaters. 1975. APHA-AWWA-PRCF.

4.6 RESALTADOS OBTENIDOSA continuación estableceremos los parámetros que determinarán el dimensionamiento de nuestro diseño, en la cual tomamos básicamente el caudal de diseño, el pH patrón que influirá en el tratamiento y las características fisicoquímico a remover.

146

12345678910111213141516171819202122232425

4.6.1 Valores obtenidos en los 5 días de muestreo de caudal, temperatura y pH

CUADRO N° 1 DÍA 1

HO^A CAUDALlps

T^^E^A.°C

PH LOG pH

8:00 0,40 13,7 1,6 0,208:20 0,20 14,5 1,9 0,278:40 0,20 16,8 1,6 0,209:00 0,18 15,9 1,8 0,259:20 0,32 16,6 2,0 0,309:40 0,27 12,5 2,1 0,3210:00 0,18 17,6 2,1 0,3210:20 1,20 20,9 1,9 0,2710:40 1,00 20,9 2,2 0,3411:00 0,29 19,9 2,0 0,3011:20 0,36 23,7 2,1 0,3211:40 0,25 23,0 1,9 0,2712:00 0,20 27,6 2,2 0,3412:20 0,42 20,6 2,4 0,3812:40 0,39 21,3 2,6 0,4113:00 0,14 23,0 2,0 0,3013:20 0,28 24,0 2,1 0,3213:40 0,26 22,6 2,8 0,4414:00 0,36 21,5 1,9 0,2714:20 0,25 20,6 1,8 0,2514:40 0,28 21,0 1,7 0,2315:00 0,20 17,9 1,9 0,2715:20 0,29 18,7 2,0 0,3015:40 0,20 19,6 2,1 0,3216:00 0,20 19,6 2,2 0,34

147

CUAD

RO 149

CUAD

RO N

«d*

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<'HQ

aexoo

OOCNJOC^OOOOVD^^^OC^OC^C^OOOCNJCNJOOnnnn(Njnnnnnnnnn(Njn(N j(Njnnnnnnns v s s s s v s s v s v s s v ^ v s s v s s v s so o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

exO O H O d l O O O O n ( N M ( N O m O O U I \ O O O H H O O

v s s v s s v s s s s v s s v s v s s v s s v s v(M(M(M(MH(M(M(M(M(M(N(M(M(MH(NHH(M(M(M(M(N(M(M

VD<,VDinvD<,<,VDCTi[ OOOOCriCri<,VD<,<,VD<,VDVDVDOOU ■ •ooc vocriooHHCNJcric ooc cricrioocNJHOcricricricH H H r l H O J ( N O J ( N Í N r l r l r l H H H O J ( N C N O J ( N H H H H

S w< Hu

i nc r i i nocr i i nc r i ocNJcr i oo i n i n i noooooocr i c^vDCNJCNj( N J H H H H C N J C N j c N J n c N J H C N J C N j c N J n c N J C N J n H C N J H C N J C N j n ^S V S S S S S S S V S S S S S S S S S S S S S V S

O O O O O O O O O O O O O O O O H O H O O O O O O

<Koao o o o o oO (Nj <• O (NJ <•oo oo oo en en en

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o0(M^‘0(M<,000<,0(M'd,0(M'd,0(M<,0oooHHHCNjcNJCNjmmm^^^inininvo

HCNjm^invoc^oocri OHCNjn^invoc^oocriOHCNjn^inHHHHHHHHHHOJCNOJOJOJOJ

I

I

150

151

I

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Ul^UWHOlOOO'OroUlJiUWHO iOOOsimUl^UWH

I—1 I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—* I—1 I—* I—* I—1 I—*O ^ W O A M O ^ M O ^ W O pM O O J í W Oo o o o o o o o o o o o o o o o o o o

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OO*0X

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01

CUADRO N

4.7 PTSCUSTÓN PE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Para poder determinar y dimensionar los sistemas de tratamiento debemos establecer los parámetros de diseño respectivo partiendo del análisis de datos obtenidos en la caracterización. Es decir debemos establecer a qué nos enfrentaremos para poder establecer cómo lo removeremos. En esta sección discutiremos con ese fin los resultados obtenidos.

La discusiones de los resultados debemos hacerlo de la forma siguiente:

El efluente como líquido y su naturaleza contaminan­te, el muestreo del efluente no dará los parámetros que determinarán el dimensionamiento de nuestros diseños que son, para este caso, básicamente el caudal de diseño, la temperatura y características a remover.

4.7.1 Caudal del efluentePloteando los datos de caudal de los cuadros (1,2,3,4,5) obtenemos la figura A que mues­tra la variación de caudal con el tiempo durante 5 días de muestreo. En él podemos ver que la variación es prácticamente perió­dica fluctuando entre un máximo 1,2 lps y un

152

mínimo de 0,10 lps y con 0,33 lps como promedio.Sin embargo el caudal de diseño lo obtendre­mos a partir del análisis estadístico de los datos.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS DE CAUDA­LES

De los Cuadros 1,2,3,4 y 5 obtendremos el universo de datos de caudales que se muestra a continuación:

UNIVERSOS DE DATOS DE CAUDAL

0,40 0,42 0,22 0,25 0,130,20 0,32 0,20 0,19 0,190,20 0,26 0,25 0,15 0,210,18 0,27 0,36 0,10 0,310,32 0,19 0,29 0,19 0,280,27 0,20 1,00 0,25 0,420,18 1,10 1,20 0,29 1,201,20 0,30 0,18 0,20 1,001,00 1,20 0,27 0,32 0,900,29 0,20 0,32 0,29 0,200,36 0,80 0,18 0,18 0,310,25 0,25 0,20 0,25 0,28

o<NO 0,25 0,20 0,25 0,320,42 0,19 0,40 0,25 0,250,39 0,15 0,39 0,30 0,180,14 o . i o 0,14 0,20 0,19

153

0,28 0,19 0,28 1,20 0,160,26 0,25 0,26 0,30 0,190,36 0,29 0,36 1,10 0,250,25 0,20 0,25 0,20 0,180,28 0,32 0,28 0,19 0,350,20 0,29 0,20 0,27 0,260,29 0,18 0,29 0,26 0,190,20 0,25 0,28 0,32 0,420,20 0,25 0,28 0,42 0,40

Analizando el universo de datos del caudal obtenemos los siguientes resultados:

Número total de datos (125)Máximo 1,20Mínimo oH

Vo

Media 0,3336Mediana 0,26Moda 0,20Desviación estándar 0,25

Realizando el análisis de frecuencias obtenemos el siguiente resultado:

154

VARIACION DE CAUDAL 02/06/94

Q (LPS)

»■

VARIACION DE CAUDAL 04/06/94

Q (Ips)1,4 T

FIG.A: Variación de caudales del efluente de la Refinería de Indio.

155

Q (Ips)VARIACION DE CAUDAL 05/06/94

H O ^

8 8,4 9,2 10 10,4 11,2 12 12,4 13,2 14 14,4 15,2 16

Q (Ips) VARIACION DE CAUDAL 06/06/94

H O ^

FIGA: Variación del caudales del efluente de la Refinería de Indio

156

INT^RV^LO nl hx% N1 Hx%[0,10 - 0,32> 91 72,8 91 72,8[0,32 - 0,54> 22 17,6 113 90,4[0,54 - 0,76> 0 0 113 90,4[0,76 - 0,98> 2 1,6 115 92,0[0,98 - 1,20> 10 8,0 125 100,0

Número de datos en el intervalo.: Número de datos acumulados

h.^%: Frecuencias relativas porcentualesn1*100/Número total de datos Frecuencia relativa acumuladas porcen­tuales.n1*100/Número total de datos

Con estos resultados construimos el histo- grama, polígono de frecuencias relativas porcentuales y la curva de frecuencias relativas acumuladas porcentuales que mues­tran las figuras B y C respectivamente.

La media nos dice que el caudal promedio es 0,33 lps, la mediana nos dice que el centro de las observaciones porcentiles de los caudales es de 0,26 lps, la moda nos dice el caudal que más se presentó es de 0,2 lps, la figura B muestra una distribución (más o

157

menos sesgada a derecha izquierda) con una desviación estándar de 0,25, en lo que el mayor porcentaje de los datos (72,8%) se encuentran en el rango 0,10 a 0,32 lps, estas medidas estadísticas de dispersión nos dan una idea del valor más representativo que hasta el momento parece ser un caudal de digamos 0,2 lps.Sin embargo si analizamos la figura C vere­mos que para 0,2 lps sólo estaríamos garan-tizando con 48% de probabilidad que loscaudales no superen ese límite. Dada lascaracterística de la curva un aumento en el margen de seguridad al 80% determina un incremento aproximado en el caudal de 0,16 lps, es decir que si tomamos caudales de diseño 0,36 lps para garantizarnos una probabilidad de 80% que los caudales no superen ese límite.

158

[0,10,0,32> [0,32,0.M> [0.M,0.76> [0,76,0, [0,^,1.2]Caudal (Ips)

FIG B: Hístograma y Polígono de frecuencia relativas porcentuales de los datosde caudales

Caudal (Ips)

FIG C: Cuwa de frecuencias relativas acumuladas porcentuales de los datosde caudales

159

4.7.2 El pH del Efluente

Ploteando los datos de pH de los cuadros1,2,3,4 y 5 obtendremos la Figura Al que muestra la variación del pH con el tiempo durante los días de muestreo. En él podemos ver que la variación es relativamente cons­tante fluctuando apenas entre un máximo 2,7 y un mínimo de 1,3 y un promedio 2,04 (se observa además que la curva tiene dos picos de acidez, uno por la mañana y otro por la tarde).

ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS DEL pH De los Cuadros 1,2,3,4 y 5 obtendremos el universo de datos de pH que se muestra a continuación:

rai^TCSOS DE DATOS DE pH

1,60 oco«—1 1,30 to o o oenH

oent—1 oenf—1 1,70 to o o to to o

1,60 2,10 1,90 2,10 to o o

oco*—1 2,10 to o o to o o to o o

to o o to to o to o o oenH 2,302,10 to o 2,10 2,00 2,302,10 to o o __

_ to to o to o o to o o

oent—1 to o o to to o to o o to o o

to to o 2,30 to o o to o o 2,10

to o o to o to o o 2,30 2,10

160

2,10 2,10 2,00 2,20 2,201,90 2,10 1,90 2,20 2,002,20 2,00 1,90 2,20 2,002,40 2,10 2,00 2,00 1,902,70 1,90 1,70 1,90 2,00

oo<N 1,70 2,30 2,00 2,002,10 1,80 2,30 1,90 1,80

oco<N 1,90 2,10 1,90 2,001,90 1,70 2,10 2,00 2,001,80 1,90 2,30 2,00 1,801,70 2,10 2,30 2,00 1,901,90 2,30 2,60 2,10 2,10

oo<N 1,90 2,10 2,10 2,102,10 2,00 2,10 2,00 2,202,20 2,00 2,10 2,00 2,20

Analizando el universo de datos del pH obtenemos los siguientes resultados:

Número total de datos (125)Máximo 2,7Mínimo 1,3Media 2,04Mediana 2Moda 2Desviación estándar 0,202

Realizando el análisis de frecuencias obtenemos el siguiente resultado:

161

VARIACION DE pH 02/06/94

8,4 9,2 10 10,4 11,2 12 12,4 13,2 14 14,4 15,2 16 HORA

FIG. A1: Variación de pH del efluente de la Refinería de Indio.

162

pHVARIACION DE pH 05/06/94

FIGA1: Variación del pH del efluente de la Refinería de Indio

163

INT^RV^LO nl h1%U N1 Hx%[1,3 - 1,5> 1 0,8 1 0,8[1,5 - 1,7> 2 1,6 3 2,4[1,7 - 1,9> 11 8,8 14 11,2[1,9 - 2,1> 54 43,2 68 54,4[2,1 - 2,3> 37 29,6 105 o00

[2,3 - 2,5> 12 9,6 117 93,6[2,5 - 2,7> 8 6,4 125 100,0

n1 : Número de datos en el intervalo.N1 Número de datos acumulados h1%: Frecuencias relativas porcentuales

n1*100/Número, total de datos H1%: Frecuencia relativa acumuladas porcen­

tuales.n1*100/Número total de datos

Con estos resultados construimos el histo- grama, polígono de frecuencias relativas porcentuales y la curva de frecuencias relativas acumuladas porcentuales que mues­tran las figuras B1 y C1 respectivamente.

La media nos dice que el pH promedio es 2,04, la mediana nos dice que el centro de las observaciones porcentiles de los pH es de 2, la moda nos dice el pH que más se

164

presentó es de 2, la figura B1 muestra una distribución (más o menos sesgada a izguier- da) con una desviación estándar de 0,202, en lo gue el mayor porcentaje de los datos 43,2% se encuentran en el rango 1,9 a 2,1 estas medidas estadísticas de dispersión nos dan una idea del valor más representativo gue hasta el momento parece ser un pH de digamos 2.Sin embargo si analizamos la figura C1 veremos gue para pH=2 sólo estaríamos garan­tizando con 34% de probabilidad gue los pH no superen ese límite. Dada las caracterís­tica de la curva un aumento en el margen de seguridad al 80% determina un incremento aproximado en el pH de 0,28, es decir gue si tomamos pH de diseño 2,28 para garantizarnos una probabilidad de 80% gue los pH no supe­ren ese límite.

165

[1.3,1.5> [1.5,1.7> [1,7,1,9> [1,9,2,1> [2,1,2,3> [2,3,2,5> [2,5,2,7> pH

FIG B1: Histograma y Polígono de frecuencia relativas porcentuales de los datosde pH

Hi (%)

FIG C1: Cuwa de frecuencias relativas acumuladas porcentuales de los datosde pH

166

4.7.3 La Temperatura del Efluente

De los cuadros 1,2,3,4 y 5 obtenemos el universo de datos de temperatura. Si bien es cierto los valores varían desde una tempera­tura mínima de 12,5°C hasta una temperatura máxima de 27,5°C. Con una temperatura prome­dio 19,62 °C se tiene una variación perió­dica y relativamente mínima porque para los fines del estudio será suficiente tomar al promedio como la temperatura de diseño.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS DE TEMPE­RATURADe los Cuadros 1,2,3,4 y 5 obtendremos el universo de datos de temperatura que se muestra a continuación:

UNI^^RSOS DE DATOS DE T^ffERATURA

13,70 14,50 16,00 14,60 19,6014,50 16,80 18,00 18,40 17,8016,80 17,60 17,00 17,50 20,4015,90 19,90 15,80 16,50 21,6016,60 17,40 17,60 19,60 20,6012,50 19,60 19,00 20,40 20,6017,60 19,90 20,10 20,40 19,4020,90 20,20 21,00 21,60 19,4020,90 21,00 22,00 21,90 23,6019,90 19,00 23,00 22,70 20,60

167

23,70 23,00 23,00 19,00 21,7023,00 25,00 21,00 17,00 21,7027,50 21,80 23,00 18,80 19,8020,60 22,30 22,00 17,90 17,9021,30 22,20 19,60 19,90 17,8023,00 19,80 17,80 19,40 19,6024,00 17,60 16,40 20,60 19,6022,60 19,40 17,90 20,40 20,4021,50 17,90 14,70 22,40 20,5020,60 18,80 16,70 21,60 21,4021,00 19,60 17,90 20,40 21,4017,90 16,50 17,80 19,60 23,8018,70 16,50 19,00 19,60 21,9019,60 15,40 21,00 19,60 21,9019,60 17,00 22,00 17,80 20,00

Analizando el universo de datos de la tempe­ratura obtenemos los siguientes resultados:

Número total de datos (125)Máximo 27,5Mínimo 12,5Media 19,62Mediana 19,6Moda 19,6Desviación estándar 2,49

Realizando el análisis de frecuencias obtenemos el siguiente resultado:

168

VARIACION DE TEMPERATURA 04/06/94T (0C)

25

10 15

10

50 .

8 8,4 9,2 10 10,4 11,2 12 12,4 13,2 14 14,4 15,2 16 H O R A

FIG. A2: Variación de Temperatura del efluente de la Refinería de Indio.

169

T (°C)VARIACION DE TEMPERATURA 05/06/94

HO^

T(°C) VARIACION DE TEMPERATURA 06/06/94

HO^

FIGA2: Variación del Temperatura del efluente de la Refinería de Indio

170

INT^RV^LO nl hx% N1 Hx%[12,50 - 15,00> 7 5,60 7 5,6[15,00 - 17,50> 16 12,80 23 18,4[17,50 - 20,00> 48 38,40 71 56,8[20,00 - 22,50> 39 31,20 110 88,0[22,50 - 25,00> 12 9,60 122 97,6[25,00 - 27,50> 3 0,02 125 100,0

n1 : Número de datos en el intervalo.Nj : Número de datos acumulados h1%: Frecuencias relativas porcentuales

n1*100/Número total de datos H-]_%: Frecuencia relativa acumuladas porcen­

tuales.n1*100/Número total de datos

Con estos resultados construimos el histo- grama, polígono de frecuencias relativas porcentuales y la curva de frecuencias relativas acumuladas porcentuales que mues­tran las figuras B2 y C2 respectivamente.

La media nos dice que la temperatura prome­dio es 19,62 2C, la mediana nos dice que el centro de las observaciones porcentiles de las temperaturas es de 19,6 2C, la moda nos dice la temperatura que más se presentó es

171

de 19,6 9C, la figura B2 muestra una distri­bución (más o menos sesgada a derecha iz­quierda) con una desviación estándar de 2,49, en lo que el mayor porcentaje de los datos 38,4% se encuentran en el rango 17,5 a 20 2c, estas medidas estadísticas de dispersión nos dan una idea del valor más representativo que hasta el momento parece ser una temperatura de digamos 19,6 2C.Sin embargo si analizamos la figura C2 veremos que para 19,6 2 C sólo estaríamos garantizando con 49% de probabilidad que las temperaturas no superen ese límite. Dada las característica de la curva un aumento en el margen de seguridad al 80% determina un incremento aproximado en la temperatura de2,2 2C, es decir que si tomamos temperaturas de diseño 21,8 2 C para garantizarnos una probabilidad de 80% que las temperaturas no superen ese límite.

172

hl (%)

T (°C)

40

IB75

11 25

16.25in

10 13.75

V 2 G 2 5

[12,25,15> [15,17,5> [17,5 ,^ > [20,22,5> [ ^ , 5 ,25> [25,27,5>

FIG B2: Histograma y Polígono de frecuencia relativas porcentuales de los datosde Temperaturas

H¡ (%)iro

70

40

T(’C)22,5 27,512,5

FIG C2: Cuwa de frecuencias relativas acumuladas porcentuales de los datosde Temperaturas

173

CAPITULO V

MANEJO Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS

RESIDUALES DE LA REFINERÍA DE INDIO

5.1 GENERACIÓN DEL CIENTO DE INDIO

La generación de cemento de indio es producto de la solución Barren que se aplica en los procesos de acondicionamiento a los diferentes pH a la cual se debe formar sulfatos de indio para obtener su refinamiento.

5.2 PH DE LAS AGUAS RESIDUALES

El pH de las aguas residuales en el proceso es ácido, tal como se muestra en los anteriores repor­tes de 5 días de aforos tomados cada 20 minutos durante ocho horas (por ser de alta variabilidad).

174

Para la toma del pH se usa un potenciómetro portá­til.

5.3 ATALES GENIADOS EN LAS AGUAS RESIDUALES

Los metales presentes en la solución Barren se muestran en el siguiente cuadro:

ATALES ANÁLISIS QUÍMICO mg/1

LÍMITES PERMISIBLES PARA AGUAS CLASE II

CU 1/8 o <ji o

Zn 1200 2500Fe 500 H O O

Pb 3,5 O H OCd CNO O O <J1As 30 OCMO

In 522Mn 14 30 O <J1 O

so 4“ 8780 4 00

■NO 0,18 o H o

Fuente: Laboratorio de CENTROMIN

175

C^ffiNTO DE INDIO

La recuperación del cemento de indio se lleva a cabo en cuatro tanques condicionados con ánodos de aluminio, en los cuales las partículas en solución de sulfato de indio entran en reacción, se precipi­tan en forma de cemento de indio y recirculan a través de una bomba al tanque n 0 3 para su recupera­ción

5.4 N^^^^IZACIÓN Y PRECIPITACIÓN DE LOS ATALES

Para la neutralización y precipitación de metales pesados se realizaron 3 tipos de pruebas en el laboratorio.

Las pruebas consisten en la eliminación de la acidez y la remoción de los elementos en solución, como hidróxidos en el caso de los metales, y como fe- rroarseniato en el caso de arsénico.

5.4.1 Utilización de cal

Las pruebas de laboratorio utilizando cal en forma de lechada de cal hasta que la muestra tenga valores de pH entre 9 y 11 para cuan-

176

tificar su capacidad de remoción dieron los resultados siguientes:

CONCENTRACIONES EN mg/1

Tipo de agua Efluente Efluente + Cal (pH=10)

LrnitesP em isib les

Cu 1,80 0,01 0,50Zn 1200 0,00 25,0Fe 500 0,10 1,0Pb 3,50 0,00 0,10As 30 0,01 0,20Cd 40,2 0,00 0,05m 522 0,00 —

Mn 1430 0,00 0,50so4- 8780 50,00 400n o 3- 0,18 0,00 0,10

Se observa una remoción del 100%

5.4.2 Utilización de la caliza

CONCENTRACIONES EN mg/1

Tipo de agua Efluente Efluente + Cal (pH=10)

LrnitesP em isib les

Cu 1,80 1,00 0,50Zn 1200 30 25,0Fe 500 5,0 1,0Pb 3,50 1,0 0,10As 30 2,0 0,20Cd - 40,2 1,9 0,05m 522 12 —

Mn 1430 30 0,50so4- 8780 600 500n o 3- 0,18 0,10 0,10

177

Región de pH de formación de hidróxidos

178

Mg(

0H)2

CaO

5.4.3 Tratamiento de Efluentes Contaminantes porOxidación Bacterial

1. La eliminación de contaminantes de la solución barren de indio por oxidación bacterialLa aplicación de la oxidación bacterial y el método de neutralización con carbo­nato de calcio y cal ha hecho posible tratar estas soluciones. Los resultados obtenidos en pruebas de laboratorio (sistema batch) se muestra en forma resumida en la figura 1.

En la primera etapa se requiere de 15 minutos de tiempo de reacción para al­canzar un pH de 4, aquí se logra neutra­lizar el total del ácido y remover 99,9% de Fe, cumpliéndose así el objetivo de uso de la caliza. En la segunda etapa se eliminan los demás elementos con un consumo de cal de 2,7 kg/mJ y un tiempo de reacción de 11 minutos. En consecuen­cia, la neutralización oxidada bacte­rialmente se lleva a cabo con un tiempo total de 26 minutos (incluida en las dos

etapas).

179

A modo de comparación, se efectuó la neutralización directa con cal de la solución sin previa oxidación bacterial. Al respecto se observó claramente la ventaja que ofrece el proceso de neutra­lización de la solución oxidada bacte­rialmente.

180

te18 .6

te18.6

S o lu c ió n F il tra d a m eflp H * t e C u t e a9 .17 0 .0 0 .0 0 .0 0.0

% R e m œ iô n -------> 100 99 .6

, C o n su m o :M n C a liz a = 12.75 k ^ m 3 2 .4 C al = 2.7 k ^ m 3

100 I » 97.3

181

2. Efluente de la Planta de indioFlujo promedio = 3.297,6 1/día Este efluente es emanado en forma inter­mitente, producto del tratamiento del cemento de indio, cuyo ensayo promedio es: mg/1 (*g/l)^ Cu Pb Zn* Mn Fe Fe++1,91 1,8 3,5 1,2 140 500 400Neutralización directa de cal:

OConsumo de cal = 6,60 kg/mJpH = 10,8tiempo = 30 m.

Eliminación de contaminación en un 100% A pH menor de 9,00 se observa un rema­nente significativo de Mn por lo que se requiere obtener pH cercano a 10,00 para una eficiente remoción, sin exceder para evitar redisoluciones.

182

5.4.4 Utilización de soda cáustica

CONCENTRACIONES EN mg/1

Tipo de agua Efluente Efluente + Soda Cáustica (pH=10)

LímitesPermisibles

Cu 1,80 0,2 0,5Zn 1200 15 25,0Fe 500 2,0 1,0Pb 3,50 0,9 0,10As 30 1,0 0,20Cd 40,2 0,8 0,05In 522 1,0 —

Mn 1430 20 0,5s o 4- 8780 200 400n o 3- 0,18 0,05 0,10

Por lo tanto los resultados obtenidos son: Dosis máxima: 5,20 g/1 para obtener pH = 11Dosis mínima: 4,80 g/1 para obtener pH = 9 Dosis óptima: 5 g/1 para obtener pH en ese rangoConcentración óptima 20% (200 kg/m3) comolechada de cal.

ESPECIFICACIONES DE DOSIFICACIÓN DE LECHADA DE CAL

CAPACIDAD DE DOSIFICACIÓN M X I ^ Considerando 24 horas de funcionamiento continuo en un día, se ha estimado una dosificación máxima de 518,40 kg/día. el

18 3

cual se dará si se tiene el caudal máxi­mo de 1,20 lps de efluente.

CAPACIDAD DE DOSIFICACIÓN MÍNIMA Considerando 24 horas de funcionamiento continuo en un día, se ha estimado una dosificación mínima de 0,00 kg/día. el cual se dará si se tiene el caudal míni­mo de 0,00 lps de efluente.

FLEXIBILIDAD DE DOSIFICACIÓN Considerando 24 horas de funcionamiento en un día Flex' = 518,40-0,00 = 518,40 kg/día.

5.4.5 Selección del reactivo de neutralizaciónLa selección del reactivo se realizó de acuerdo a la ecuación de iones en solución, neutralización y costos de operación, la cual nos llevó a recoger la utilización de cal en forma de lechada de cal.

El costo es de S/. 7,00 nuevos soles porcada 50 kg de cal. Esto nos da un costo de S/. 27.594,00 nuevos soles por año ($ US12.542)

184

5.6 DI^ENSION^MIENTO DE UNIDADES

5.6.1 Diseño del sistema de trampa de grasasSon tanques donde se procesan la separación de sólidos suspendidos en las aguas residua­les. El efluente pasa al fondo en una forma inversa a un decantador, usando pantallas.

Características Para diseñar el separador de material flotante se debe considerar:- Características del efluente en términos

de sustancias flotantes.- Recordar que el' pH alcalino debe ser en

general neutralizado a temperatura < 30 ° C.

- Sustancias ya sean grasos o solventes(P=0,937 kg/1 grasos), (p<0,85 kg/1,solventes).

Tiempo de retención para solventesQ < 20 1/s tr = 3 min.Q entre 20 ó 50 1/s tr== 3 + (1 min cada

10 1/s)Q > 50 1/s tr== 6 + (1 min cada

50 1/s)

Para grasasQ < 9 1/s tr = 3 min.

- 185 -

Q entre 9 y 15 1/s tr= 4 min.Q entre 15 y 25 1/s tr= 5 min.Q > 25 1/s se divide en tanques

Tasa de aplicación superficial para gasolina o solvente y grasas tenemos los siguientes valores de aplicación:

t OGasolina o solvente = 0,20 m*/1/s Grasos = 0,25 m2/1/s.

Dimensionesancho/largo = a/1 =1/2Altura de las cortinas sumergidasEntrada = 1/4 a 1/5 de altura del nivel deaguaSalida = 1/1,5 a 1/2 de altura del nivel de agua.Q < 9 1/s para nuestro caso diseñaremos

una trampa de grasa para 3 1/s por ser medidas constructivas, ya que nuestro caudal es muy pequeño.

ta =Taza de aplicación 0,20 m^.1/s = 41/s/m2Volumen mínimo = 3 min x 60 s/min x 3 1/s

= 540 lt = 0,54 m3

186

Q 3 1/sArea superficial=------ ------= o,75 m'

ta 4 1/s/m2

0,54 m3Profundidad requerida = ----------= o,72 m

0,75 m2

A = L x a Tomando L=2aA = 2 a2

0,72/2 = a2 entonces a = 0,6 m.L = 1,2 m.

Ver planos (..... )Costo de la trampa de grasas.

5.6.2 Diseño del Tan^e de HomogenizaciónEl tanque de homogenización se diseña para que posea un volumen constante, con descar­gas de flujo variable y donde la concentra­ción se mantenga más o menos constante. Su capacidad debe ser la adecuada para almace­nar y entregar homogéneos todos los residuos líquidos industriales(RLI) de la planta.

El diseño de un tanque de homogenización requiere la aplicación de principios esta­dísticos, no solamente por el número discre­

187

to de muestras que se emplean para el diseño del tanque, sino también por el nivel de confianza que se debe asiqnar a todo el sistema de homoqenización. El procedimiento de diseño que se delinea a continuación permite el cálculo del tamaño requerido del tanque para mantener la concentración del afluente del tanque dentro de cierto ranqo, basado éste en la variabilidad del residuo efluente y el nivel de confianza sobre el cual el diseñador desee ubicar el comporta­miento del sistema. Bajo condiciones norma­les, en un tanque de homoqenización comple­tamente mezclado y condiciones aerobias, sepuede mostrar que la relación de la varianza

\del efluente ( S e) a la varianzas del \afluente (S puede ser relacionada con el

tiempo de retención (td) como:\

s e At\

s i 2td

donde:At = intervalo en el tiempo de relación de

las muestras, hora.td = tiempo de retención, hora.\S = varianza del parámetro residual

afluente.

188

S e = Varianza del parámetro residual efluente.

Consecuentemente la ecuación (1) puede ser ordenada para calcular td, si las varianzas del afluente y del efluente son conocidas; por lo tanto;

V

(At)(s'i)td = ------------- ... (la)

2(S e)

Como se había visto en un capítulo anterior, la varianza puede ser definida como el cuadro de la desviación estándar; por lo tanto

s' = d2 ... (2)

Alternativamente, la varianza puede ser calculada por la suma de los cuadrados de la diferencia entre cada valor de la muestra, dividiendo esta suma por el número total de muestras menos uno; entonces;

x £ - y)2S = ---------- ...(3)

n - 1

Como el diseñador no puede desarrollar una

189

correlación estadística de los parámetros del efluente, la desviación estándar del efluente puede ser calculada. Conociendo la normal estándar acumulada (Y), que se define como la diferencia entre el valor máximo del efluente y el valor promedio, derivado por la desviación estándar del efluente, por lo tanto:

Y = ... (4)

donde:Y = normal estándar acumulada

xmax = concentración máxima del efluente del tanque.

x = concentración promedio. óe = desviación estándar del efluente, esta ecuación puede ser resuelta para la desviación estándar del efluente como:

*e=xmax " x (4a)

Se ha desarrollado tablas de probabilidad que relacionan el nivel de confianza para determinado valor de "Y" y que pueden ser encontrados en cualquier libro de estadísti­ca .>

190

Calculando la desviación del efluente

ôe=y —Amax

Y = % de probabilidad (normalizado)9 0 % ---1,299 5 % ---1,65

xmax = concentración máxima del efluente del tanque.

X = concentración promedio.de = desviación estándar del efluente.

Para nuestro requerimiento debemos optar por una concentración máxima en el efluente del tanque para no tener resuspención del Mn y los iones en solución precipiten en forma de hidróxidos (como vemos en el anexo 0.01).

xmax = 10de la tabla de valores obtenidos tenemos: x = 0,3466

de 9 0% = (1“0,3466)/1,29 = 0,5065 ôe 95% = (1“0,3466)/1,65 = 0,396

á2e At

ó2a 2Pr

191

donde:At = intervalo de muestreo, horas Pr = Período de retención, hora. d2e = Variación del efluented2a = Variación del afluente

(At)(d2a)

At = 0,2 horas

òe = 0,5065 para Y = 90%

òe = 0,396 para Y = 95%El cálculo de la óa se halla de la tabla N° 6,7,8

d2a = 0,000013896Pr= (0,2x0,000013896)/(2x0,25654225)= log(Pr) Pr = 5,26 horas

Cálculo del Volumen (V) y Area superficial (As)V = Q x PrV =(0,32 l/s)(5,26 h)(3600 s/h) = 6066,74 1V = 6,1 m 3

Asumiendo una profundidad de l f50 m As = (6,1 m3)/(l,5 m) = 4,06 m2 As = 4,06 m2

192

h = 1,5 entonces: a = 1,5 L = 2,7

193

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con el presente estudio nos permite emitir las siguientes conclusiones y recomendaciones:

A. El objetivo de caracterización de un efluente contaminante es tener los suficientes elementos de juicio para tomar una solución correcta de trata­miento., por lo tanto es importante hacer una correcto identificación de los efluentes, asi como su origen.

B. Los primeros pasos que se deben efectuar en el desarrollo de un programa eficiente de control ambiental, es el muestreo y análisis fisicoquimicos. Asi cada programa de muestreo estará influenciado por la calidad y caudal del efluente. Para mayor confiabilidad los puntos de muestreo debe ser representativos y en suficiente cantidad para todos

194

los estudios y pruebas requeridos, deben ser tomados a iguales intervalos y que además consideren los cambios y variaciones del caudal y contenidos del efluente.

C. Un medio alcalino con un pH promedio de 9 garantiza una buena remoción de los metales pesados, lográndo­se, en general, en el agua tratada una disminución en la concentración de todos ellos a niveles permi­sibles.

D. La utilización de la cal como neutralizante obedece más a la necesidad de remoción de los metales pesados, si se quiere, exclusivamente una neutrali­zación de ácido, existen métodos más ventajosos.

E. La oxidación del fierro +2 a fierro +3 es imprescin­dible para, garantizar una remoción de arsénico y fierro, la aireación por inyección de aire compri­mido, como mecanismo de oxidación, es eficiente en todo caso, más aun cuando se trata de volúmenes pequeños, resulta más barato.

F. Para el caso que se requiera recuperar los lodos originados por la neutralización, la cal es un buen reactivo porque produce lodo denso y resistente, con excelente predisposición a la decantación.

195

G. La disposición de los lodos de hidróxidos metálicos en la fundición logrará una pobre recuperación de los metales anódicos. Como tal este proceso resulta, más bien, un incremento de estos lodos.

H. Es ventajoso separar los efluentes de acuerdo a sus características de modo que sean sometidos a un tratamiento específico.

I. En la etapa de diseño debe tomarse muy en cuenta no solamente los aspectos relacionados con el trata­miento sino el aspecto hidráulico de los mismos. Deben realizarse con el fin de lograr su cometido, otorgando además la mayor facilidad para los aspec­tos estructurales, recuperación de subproductos y por supuesto su operación y mantenimiento.

J. En general, un programa de control de contaminación debe contemplar una evaluación integral de los procesos y sistemas de producción, a fin de determi­nar posibles cambios que conlleven a una disminución

en la producción de residuos contaminantes y en el mejor de los casos la eliminación de estos.

196

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