20 37 NORMAS QUE REGULAN EL USO DEA GUA GRIS.pdf

Actualización del Plan Maestro para el Mejoramiento de los Servicios de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento en Juárez, Chihuahua.

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Servicios de Ingeniería e Informática S.C.

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SIGLAS O ABREVIATURAS CILA Comisión Internacional de Límites y Aguas CPD Condiciones Particulares de Descarga DBO Demanda Bioquímica de Oxígeno DQO Demanda Química de Oxígeno EUA Estados Unidos de América IMIP Instituto Municipal de Investigación y Planeación ITESM Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey IVA Impuesto al Valor Agregado JMAS junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Ciudad Juárez LMP Limites Máximos Permisibles OMS Organización Mundial de la Salud PD Plan Director de Desarrollo Urbano PTAR Planta de Tratamiento de Aguas Residuales RAS Relación de Absorción del Sodio SDT Sólidos Disueltos Totales SST Sólidos Suspendidos Totales TPA Tratamiento Primario Avanzado USEPA Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos hab Habitante ppm Partes por millón

GLOSARIO DE UNIDADES

UUNNIIDDAADDEESS MMÉÉTTRRIICCAASS % Porcentaje cm Centímetros cm3 Centímetros cúbicos ha Hectárea ha Hectárea hr Hora kg Kilógramos km Kilómetros km2 Kilómetros cuadrados km2 Kilómetros cuadrados l Litro m Metros m2 Metros cuadrados m3 Metros cúbicos mg Miligramos ml Mililitros mm Milímetros Mm3 Millones de metros cúbicos msnm metros sobre el nivel del mar s Segundos Ton Tonelada


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UUNNIIDDAADDEESS IINNGGLLEESSAASS gal Galón pulg Pulgada


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CONTENIDO

20 ANÁLISIS DEL REUSO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS. .............................. 20-1

20.1 CONCEPTOS TEÓRICOS DEL REUSO, DIRECTRICES Y NORMATIVA. ....... 20-1 20.1.1 FORMAS DE UTILIZACIÓN DEL AGUA RESIDUAL TRATADA. ....................................... 20-2 20.1.2 EFECTOS EN LA SALUD CAUSADOS POR EL REUSO DEL AGUA RESIDUAL. ................ 20-10 20.1.2.1 Riesgos biológicos. ............................................................................................ 20-10 20.1.2.1.1 Bacterias ...................................................................................................... 20-10 20.1.2.1.2 Parásitos. ...................................................................................................... 20-13 20.1.2.1.3 Virus. ........................................................................................................... 20-13 20.1.2.1.4 Infecciones causadas por agentes patógenos. .............................................. 20-14 20.1.2.1.5 Sobrevivencia de agentes patógenos. .......................................................... 20-16 20.1.2.1.6 Factores que intervienen en la transmisión de las enfermedades. ............... 20-17 20.1.2.2 Riesgos químicos. .............................................................................................. 20-18 20.1.2.2.1 Compuestos inorgánicos. ............................................................................. 20-18 20.1.2.2.2 Compuestos orgánicos. ................................................................................ 20-21 20.1.2.3 Efectos de los contaminantes presentes en las aguas residuales tratadas. .......... 20-24 20.1.2.3.1 Efectos en la biota acuática y terrestre. ....................................................... 20-24 20.1.2.3.2 Efectos en la salud humana. ........................................................................ 20-25 20.1.2.4 Pruebas epidemiológicas. ................................................................................... 20-29 20.1.2.5 Determinación del riesgo del uso de aguas residuales para la salud. ................. 20-32 20.1.2.6 Evaluación y manejo de riesgos. ........................................................................ 20-33 20.1.2.7 Riesgos en plantas de tratamiento de aguas residuales. ..................................... 20-34 20.1.2.8 Métodos para prevenir la infección por organismos patógenos en plantas de

tratamiento. ......................................................................................................... 20-35 20.1.3 CRITERIOS DE CALIDAD Y REQUERIMIENTOS NORMATIVOS SEGÚN EL DESTINO DEL

AGUA RESIDUAL. ...................................................................................................... 20-37 20.1.3.1 Directrices y normativa para descargas de aguas residuales a cuerpos receptores. .... ........................................................................................................................... 20-37 20.1.3.2 Directrices y normativa para descargas de aguas residuales al alcantarillado

municipal. ........................................................................................................... 20-43 20.1.3.3 Directrices y normativa para reuso del agua en el riego agrícola. ..................... 20-47 20.1.3.4 Directrices y normativa para reuso del agua residual tratada en servicios al público

(reuso urbano). ................................................................................................... 20-54 20.1.3.5 Directrices y normativa para reuso del agua residual para recarga de acuíferos ........ . .......................................................................................................................... 20-59 20.1.3.6 Directrices y normativa para reuso del agua en la industria. ............................. 20-60 20.2 MARCO DE REFERENCIA GEOGRÁFICO Y SOCIOECONÓMICO DE LA

REGIÓN EN ESTUDIO. .............................................................................................. 20-67 20.2.1 LA REGIÓN EN ESTUDIO. ........................................................................................... 20-67 20.2.2 UBICACIÓN Y MEDIO NATURAL. ............................................................................... 20-68 20.2.3 INDUSTRIA. ............................................................................................................... 20-70 20.3 ESPACIOS ABIERTOS. ..................................................................................................... 20-72 20.3.1 CRECIMIENTO. .......................................................................................................... 20-73 20.3.2 ZONIFICACIÓN. ......................................................................................................... 20-74


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20.3.3 USO DEL SUELO. ....................................................................................................... 20-75 20.4 DIAGNÓSTICO DEL MANEJO DEL AGUA EN LA REGIÓN. ............................ 20-76 20.4.1 USOS Y DEMANDA DEL AGUA. .................................................................................. 20-76 20.4.1.1 Consumo de agua para diferentes usos. ............................................................. 20-76 20.4.1.2 Dotación presente. ............................................................................................. 20-78 20.4.1.3 Estimación de la demanda para el año 2000. ..................................................... 20-79 20.4.1.4 Pronóstico de la demanda hasta el año 2020. .................................................... 20-80 20.4.2 CALIDAD DEL AGUA EN LA CUENCA. ........................................................................ 20-82 20.4.3 FUENTES DE AGUA, SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y DISTRIBUCIÓN. ............................. 20-83 20.4.4 COBERTURA DE AGUA POTABLE. .............................................................................. 20-84 20.4.5 INFRAESTRUCTURA ADICIONAL. .............................................................................. 20-84 20.4.6 PERSPECTIVAS DE ABASTECIMIENTO. ...................................................................... 20-84 20.4.7 DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES: GENERACIÓN, RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO ...... . ................................................................................................................................. 20-86 20.4.7.1 Estado y cobertura del alcantarillado. ................................................................ 20-86 20.4.7.2 Vertido de las aguas residuales. ......................................................................... 20-88 20.4.7.3 Cuerpo receptor. ................................................................................................. 20-89 20.4.7.4 Calidad de las aguas descargadas. ..................................................................... 20-89 20.4.7.5 Disposición de excretas en zonas sin servicio. .................................................. 20-89 20.4.7.6 Estimación del caudal del agua residual. ........................................................... 20-90 20.4.7.7 Aguas residuales industriales. ............................................................................ 20-92 20.4.7.8 Plantas de tratamiento de aguas residuales. ....................................................... 20-94 20.4.7.9 Tratamiento de los lodos residuales. .................................................................. 20-97 20.4.8 REUSOS ACTUALES DE LAS AGUAS RESIDUALES. ..................................................... 20-97 20.4.8.1 Reuso del agua residual para riego agrícola. ..................................................... 20-97 20.4.8.2 Industrias que aplican reuso del agua. ............................................................... 20-97 20.4.8.3 Reuso de aguas domésticas tratadas para riego de áreas verdes. ..................... 20-100 20.4.8.4 Ejemplo de reuso de agua residual tratada para la recarga del acuífero utilizando

inyección de agua tratada: El Paso, Texas (Fuente: USEPA (1992). Guidelines for Water Reuse. Manual EPA/625/R-92/004. P.114). .......................................... 20-101

Cuadros Cuadro 20.1 Agentes infecciosos presentes en aguas residuales crudas. .................. 20-11 Cuadro 20.2 Periodos de sobrevivencia de ciertos agentes patógenos excretados en el

suelo y las superficies de los cultivos a 20-30ºC. .................................... 20-16 Cuadro 20.3 Compuestos químicos de importancia en el reuso del agua ................... 20-19 Cuadro 20.4 Coeficientes de correlación entre tasas de mortalidad por cáncer en hombres

y niveles de Trihalometanos en aguas de consumo en 76 regiones. ...... 20-24 Cuadro 20.5 Riesgos sanitarios relativos del uso de excretas y aguas residuales sin tratar

en agricultura y acuicultura. ..................................................................... 20-30 Cuadro 20.6 Enfermedades asociadas con ambientes contaminados con aguas residuales

municipales. ............................................................................................. 20-34 Cuadro 20.7 Rutas de infección más comunes en operadores de plantas de tratamiento

de aguas residuales. ................................................................................ 20-35 Cuadro 20.8 Requerimientos mínimos para descargas de aguas residuales municipales a

cuerpos receptores según USEPA. .......................................................... 20-38


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Cuadro 20.9 Requerimientos mínimos para aguas residuales municipales aplicados en la Comunidad Europea. ............................................................................... 20-38

Cuadro 20.10 Límites máximos permisibles para contaminantes básicos según NOM-001-ECOL-1996 .............................................................................................. 20-40

Cuadro 20.11 Límites máximos permisibles para metales pesados y cianuros según NOM-001-ECOL-1996 ....................................................................................... 20-40

Cuadro 20.12 Fechas de cumplimiento de la NOM-001-ECOL-1996 establecidas para las descargas de aguas municipales. ............................................................ 20-41

Cuadro 20.13 Fechas de cumplimiento de la NOM-001-ECOL-1996 establecidas para las descargas de aguas no municipales. ....................................................... 20-41

Cuadro 20.14 Plazos establecidos para que los responsables de las descargas municipales presenten programas de acciones u obras en caso de que se rebase los LMP que marca la NOM-001-ECOL-1996. ............................. 20-41

Cuadro 20.15 Plazos establecidos para que los responsables de las descargas no municipales presenten programas de acciones u obras en caso de que se rebasen los LMP que marca la NOM-001-ECOL-1996. ........................... 20-41

Cuadro 20.16 Frecuencia de muestreos y presentación de reportes para descargas de tipo municipal establecida en la NOM-001-ECOL-1996. .......................... 20-42

Cuadro 20.17 Frecuencia de muestreos y presentación de reportes para descargas de tipo no municipal establecida en la NOM-001-ECOL-1996. ..................... 20-42

Cuadro 20.18 Límites máximos permisibles para contaminantes según NOM-002-ECOL-1996. ........................................................................................................ 20-44

Cuadro 20.19 Frecuencia de muestreo de las descargas al alcantarillado según NOM-002-ECOL-1996. ............................................................................................. 20-45

Cuadro 20.20 Fechas de cumplimiento de los LMP que establece la NOM-002-ECOL-1996. ........................................................................................................ 20-46

Cuadro 20.21 Directrices recomendadas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales empleadas en agricultura ........................................................ 20-50

Cuadro 20.22 Remoción de microorganismos en diferentes sistemas de tratamiento. 20-51 Cuadro 20.23 Criterios recomendados de calidad del agua residual tratada para su reuso

en riego agrícola. ...................................................................................... 20-52 Cuadro 20.24 Directrices de OMS para reuso recreativo. ............................................ 20-56 Cuadro 20.25 Normativa de EUA para uso recreativo (incluye con y sin contacto directo) y

uso recreativo en áreas donde el contacto con el agua no se permite. ... 20-57 Cuadro 20.26 Directrices de OMS para reusos municipales no potables (lavado de calles y

coches, riego de áreas verdes urbanas). ................................................. 20-57 Cuadro 20.27 Límites máximos permisibles para contaminantes según NOM-003-ECOL-

1997. ........................................................................................................ 20-58 Cuadro 20.28 Criterios de calidad del agua para uso industrial en los procesos de

enfriamiento y calentamientoa. ................................................................. 20-62 Cuadro 20.29 Criterios de calidad del agua para uso en los procesos de producción de

celulosa y papel. ....................................................................................... 20-62 Cuadro 20.30 Distribución del suelo según su uso. ..................................................... 20-75 Cuadro 20.31 Demanda para uso doméstico para el año 2000. .................................. 20-79 Cuadro 20.32 Demanda de agua potable para usos distintos al doméstico (año 2000) ....... .

................................................................................................................. 20-80 Cuadro 20.33 Tendencia de crecimiento de la población. ............................................ 20-80 Cuadro 20.34 Demanda futura de agua potable. ......................................................... 20-81


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Cuadro 20.35 Datos básicos para el proyecto de alcantarillado sanitario elaborado en 1983. ........................................................................................................ 20-87

Cuadro 20.36 Pronóstico del caudal de aguas residuales hasta el año 2020. ............. 20-90 Cuadro 20.37 LMP para descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado

municipal. ................................................................................................. 20-93 Cuadro 20.38 Potencial de reuso del agua en la industria de Ciudad Juárez. ........... 20-100

Gráficas Gráfica 20.1 Proyección del caudal de aguas residuales de Ciudad Juárez sin y con la

implementación de la política de reducción del consumo de agua potable ...... . ................................................................................................................. 20-92

Láminas Lámina 20.1 Diagrama de flujo para el tratamiento del agua utilizada para la recarga de

acuífero Bolsón Hueco. .......................................................................... 20-102


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SECCIÓN 20

20 ANÁLISIS DEL REUSO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS.

20.1 CONCEPTOS TEÓRICOS DEL REUSO, DIRECTRICES Y NORMATIVA. El agua de desecho proveniente del uso doméstico o de los procesos industriales puede ser descargada a corrientes de agua superficiales (ríos, arroyos), a cuerpos de agua estacionarios continentales (lagos, presas) o a los mares u océanos. También el agua residual se puede disponer en suelo, incorporándose al ciclo hidrológico mediante infiltración y evaporación. Las aguas residuales industriales frecuentemente se descargan al alcantarillado municipal, mediante el cual se transportan conjuntamente con el agua residual doméstica hasta el cuerpo receptor. Desde los años cincuentas, relacionado con el problema global de escasez de agua, cada vez más se empezó a considerar el reuso de las aguas residuales municipales, después de un tratamiento adecuado, para diferentes fines: riego agrícola, acuicultura, en las industrias, en zonas de recreación, riego de áreas verdes y limpieza de calles; para recargar el agua subterránea; como agua potable o agua para higiene personal. El tratamiento y reuso de las aguas residuales tienen un papel fundamental en la administración y en el manejo del agua en todos los países, especialmente en aquellos que presentan problemas de escasez de este recurso, o bien en los que las fuentes de aguas naturales han sido contaminadas. En los países industrializados se han desarrollado muchos proyectos e investigaciones para el reuso, obteniendo además del reuso del agua para cubrir la demanda, los beneficios adicionales de protección del ambiente y prevención de riesgos a la salud. En los países en desarrollo también es necesario cubrir estos aspectos, solo que se requiere utilizar tecnología de menor costo. Uno de los primeros métodos de reuso ha sido para riego agrícola. Agua residual tratada se utilizó para riego agrícola en Arizona y California (EUA) antes de los años 50s. Lo mismo se hacía en Israel. Más tarde en Colorado y Florida (EUA) se desarrollaron sistemas para el reuso urbano. A partir de 1965 en ambos países se implemento la primera normativa en esta materia que permitía e impulsaba el reuso de las aguas residuales.

Un aspecto de gran preocupación en el reuso es el efecto del uso de las aguas residuales en la salud. La Organización Mundial de la Salud publicó un reporte denominado "Reuso de efluentes: Métodos de tratamiento de aguas residuales y su seguridad para la salud" (Serie de reportes Técnicos de la OMS No. 517, 1973). Los trabajos de investigación a nivel mundial a este respecto continuaron y los conocimientos en salud pública y epidemiología avanzaron. En 1985 se realizó una reunión de expertos en ENGELBERT, Suiza donde expertos en el tema provenientes de todo el mundo y reunidos para tal efecto actualizaron y complementaron el documento anterior el cual se publicó como el documento técnico No. 778 de la OMS en 1989.

La Directiva de la Comunidad Económica Europea (91/271/EEC) declara que las aguas residuales tratadas deben reusarse cada vez que sea apropiado y que las rutas de disposición deben minimizar los efectos adversos en el ambiente y en la salud.


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Desde los años setentas y en los ochentas se ha estudiado en forma intensiva el potencial de los riesgos a la salud asociados con el uso de aguas residuales tratadas, para usos no potables y potables. En los últimos años, un número creciente de industrias también ha estado desarrollando e implementando procesos de tratamiento que tienden a la preservación del agua a través del procesamiento de las aguas residuales, así como para recuperar materiales o sustancias valiosas. La cantidad de proyectos de reuso aumentan cada día y dan lugar a la evolución de nuevas alternativas. Las mejoras en la confiabilidad de los procesos de tratamiento, la evaluación del riesgo y la aceptación del público a los sistemas de reuso, en conjunción con el aumento en la demanda del agua y la necesidad del control de la contaminación, han promovido la integración del reuso del agua a la estrategia del manejo de los recursos hidráulicos.

20.1.1 Formas de utilización del agua residual tratada.

UUttiilliizzaacciióónn ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ppaarraa ffiinneess aaggrrííccoollaass.. El uso de las aguas residuales en la agricultura es sin lugar a dudas el más grande de los reusos que se da al agua residual, tanto en México, como en la mayoría de los países del mundo. La amplia aceptación de este reuso se debe a la presencia de sustancias orgánicas y fertilizantes, las cuales además del agua misma, pueden ser útiles para la agricultura. El nitrógeno, fósforo y potasio que contienen las aguas residuales municipales, son los principales elementos que las tornan valiosas como fertilizante. Los principios básicos para el uso de aguas residuales en el riego agrícola son: protección de la salud humana; control bacteriológico; control de sustancias persistentes y tóxicas que podrían penetrar en la cadena alimenticia, al agua subterránea o acumularse en el suelo contaminándolo; evitar la colmatación del suelo, la salinificación y la sobresaturación con sustancias orgánicas y biogénicas. Además de las aguas residuales municipales para la irrigación son también adecuados otros tipos de aguas residuales de origen industrial contaminadas principalmente con sustancias orgánicas, tales como las provenientes de lecherías, fábricas enlatadoras, fábricas de almidón, destilerías, cervecerías, mataderos, fábricas de azúcar, etc. Por lo general, son inapropiadas las aguas residuales que provienen de: la industria química, dado que contienen cantidades muy variables de ácidos libre, álcalis y sustancias no biodegradables, y en muchos casos tóxicas, tales como: la industria de la potasa, pues poseen un alto contenido de sal, las plantas procesadoras de metales, pues contienen sales metálicas nocivas, ácidos o álcalis, los yacimientos minerales de carbón, de sal, etc. Las aguas residuales adecuadas pueden también emplearse satisfactoriamente, para irrigar zonas forestales.

UUssoo ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess eenn aaccuuiiccuullttuurraa.. El cultivo de peces y plantas acuáticas en tanques fertilizados con aguas residuales es una práctica común, sobre todo en Asia (OMS, 1989). Los principios básicos para este uso son: protección de la salud humana; control bacteriológico; control de sustancias persistentes y tóxicas que podrían penetrar en la cadena alimenticia, al agua subterránea o acumularse en el suelo contaminándolo. El hábito tradicional de cocinar el pescado proveniente de los


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tanques que aplican fertilización con aguas residuales es una eficaz medida de protección sanitaria.

RReeuussoo uurrbbaannoo.. Los sistemas de reuso urbano proporcionan agua tratada para varios propósitos dentro de una área urbana, incluyendo:

− Irrigación de parques públicos, campos de golf y otros campos deportivos, aeropuertos, jardines de escuelas, camellones y las áreas verdes alrededor de edificios públicos, centros comerciales, oficinas y desarrollos industriales.

− Limpieza de calles.

− Irrigación de las áreas verdes de residencias individuales o multifamiliares, lavado en general y otras actividades de mantenimiento.

− Para usos comerciales semejantes a lavado de vehículos, ventanas, agua de mezcla para pesticidas, herbicidas y fertilizantes líquidos.

− Irrigación de áreas verdes ornamentales y para decoración, semejantes a fuentes, albercas y cascadas.

− Para control de polvo y para producción de concreto en proyectos de construcción.

− En protección contra incendios.

− En baños de edificios comerciales e industriales.

El reuso urbano puede incluir sistemas de servicios a usuarios grandes (parques, patios de recreo, industrias o complejos industriales) o servicios a una combinación de usuarios (zonas residenciales, industrias y propietarios comerciales). En estos sistemas, el agua tratada es repartida a los clientes por una red de distribución paralela a la de agua potable. Los sistemas se operan y mantienen de manera similar al sistema de agua potable. Un ejemplo, es el sistema de St. Petesburgo, Florida que ha estado operando desde 1977, suministrando agua residual tratada para una propiedad residencial, un desarrollo comercial, parques industriales, un estadio de baseball y una escuela.

El sistema de reuso urbano deberá considerar las instalaciones de tratamiento del agua residual para la producción de agua tratada; el sistema de distribución de agua tratada, incluyendo el almacenaje y las instalaciones de un servicio de bombeo para elevar el agua.

En el diseño de un sistema de distribución de agua tratada, las consideraciones más importantes son la seguridad del servicio y la protección a la salud pública.

UUttiilliizzaacciióónn ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess eenn zzoonnaass ddee rreeccrreeaacciióónn.. En regiones con pocos recursos hídricos, especialmente en las zonas áridas, el agua residual tratada puede usarse en zonas de recreación, donde se desarrollan diferentes actividades, entre otras, de remo, chapoteo, vela, natación, esquí acuático. El principio


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básico para este tipo de reuso es el control bacteriológico y el control de la infiltración a aguas subterráneas. También deben de considerarse los aspectos estéticos

UUssoo ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess mmuunniicciippaalleess ttrraattaaddaass eenn llaa iinndduussttrriiaa Es una forma de reutilizar aguas residuales, usada muy a menudo por las industrias, más en zonas de déficit de agua fresca y generalmente en procesos que no requieren alta calidad del agua. El agua tratada frecuentemente es utilizada por las plantas generadoras de energía eléctrica y otras industrias en los sistemas de intercambio de calor: enfriamiento en un solo paso o con recirculación y calentamiento. También en muchas industrias se puede utilizar en los procesos de producción, como por ejemplo en la industria de celulosa y papel, donde se utiliza en la molienda de madera, en el lavado de la pulpa y en el transporte de fibra. Como medida de protección sanitaria se trata de evitar el contacto directo del personal con estas aguas, se usan sistemas cerrados para su transportación hasta el punto de utilización.

UUttiilliizzaacciióónn ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ddee uunnaass iinndduussttrriiaass eenn oottrraass Cuando las plantas industriales están ubicadas muy cerca unas de otras y la corriente, fuente de agua para unas industrias y receptora para otras está muy contaminada, el agua de desecho de una planta, que previamente se había extraído y tratado, tiene a veces mayor calidad que la que se obtiene directamente de la corriente. Si este es el caso, es más ventajoso para el usuario corriente abajo tomar el agua de desecho directamente del primer usuario en lugar de bombearla de la fuente original. Ejemplos: plantas de la industria química, minas (cuando están cerca una a otra). En un sistema de este tipo, el tratamiento que debe aplicarse al efluente del agua de desecho, está determinado por los requisitos de calidad del segundo usuario.

UUttiilliizzaacciióónn ddee aagguuaa rreessiidduuaalleess ppaarraa rreeccaarrggaa ddee llaass aagguuaass ssuubbtteerrrráánneeaass La recarga artificial de acuíferos ha demostrado ser un método eficaz para preservar este tipo de recursos naturales. Se emplea para restablecer las aguas subterráneas con propósitos definidos, como por ejemplo, abastecimiento de agua, irrigación, para restablecer los depósitos de agua subterránea agotados por el uso excesivo, o para producir una barrera de agua dulce que impida al agua salada llegar hasta las aguas subterráneas a lo largo de la costa. Con más frecuencia para los propósitos anteriores se utilizan escurrimientos de aguas superficiales y pluviales, pero también son adecuadas las aguas municipales e industriales convenientemente tratadas. La recarga de acuíferos con aguas residuales se ha experimentado con éxito en zonas áridas, para luego extraer el agua recargada y utilizarla para irrigación, para instalaciones municipales e industriales de abastecimiento de agua, previo tratamiento complementario. Para efectuar la recarga de acuíferos se pueden utilizar dos métodos: por infiltración superficial y por inyección directa. En el primer caso las aguas previamente tratadas pueden infiltrarse en el subsuelo a través de depósitos abiertos de recarga y mediante irrigación por


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aspersión. La filtración en el suelo reduce adicionalmente la concentración de sustancias contaminantes de las aguas residuales, los sólidos totales se reducen con la mezcla y la dilución con las aguas del acuífero. Si existen capas geológicas impermeables por encima del acuífero, la recarga se efectúa por inyección directa mediante pozos de infiltración. Con la aplicación de este método, sin embargo, no se dispone con ninguna capacidad de tratamiento adicional del agua utilizada para efectuar la recarga.

RReeuuttiilliizzaacciióónn ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess ccoommoo aagguuaa ppoottaabbllee yy aagguuaa ppaarraa llaa hhiiggiieennee ppeerrssoonnaall.. Las tecnologías avanzadas de tratamiento en la actualidad hacen posible el uso de las aguas residuales tratadas adecuadamente como agua potable y para la higiene personal. En muchos países se han llevado a cabo estudios para demostrar que es técnicamente posible obtener agua potable perfectamente aceptable a partir de aguas residuales. Sin embargo todavía se considera regla general, que el agua potable y el agua destinada a la higiene personal no deberían provenir en forma directa de las aguas residuales, independientemente del grado de tratamiento al que hayan sido sometidas. Esto se debe a que el riesgo para la salud humana es bastante alto por posibles escapes de sustancias, principalmente de origen sintético, provenientes de las descargas industriales, que pueden encontrarse en las aguas residuales. A pesar de que estas sustancias generalmente se encuentran en concentraciones trazas, del rango de microgramo por litro, podrían constituir un peligro si las aguas residuales se llegan a utilizar en forma permanente. En la actualidad no se dispone de suficiente información con respecto a la bioacumulación y los efectos que podría tener en la salud a largo plazo la ingestión de trazas de este tipo de contaminantes mediante el uso prolongado de agua que contenga dichas sustancias. Por el momento, el agua potable que se obtiene de aguas residuales tratadas se utiliza en forma directa sólo en casos de emergencia. Generalmente, el agua potable se obtiene indirectamente a partir de aguas residuales mediante el ciclo: agua - agua residual - agua superficial o agua subterránea. El uso de agua superficial es posible si existe un equilibrio biológico en el cuerpo hídrico, y si el agua residual a ser introducida recibe un tratamiento acorde con las normas de descargas existentes, cuando el agua recorre una distancia suficiente como para permitir que ocurra la autopurificación o si hay la seguridad de que el agua superficial estará de acuerdo con las normas de extracción del agua cruda destinada al consumo. Además de los cuerpos de agua superficiales, agua para uso humano se puede extraer del acuífero recargado con aguas residuales tratadas adecuadamente. En muchos casos, el agua extraída es una mezcla de aguas residuales y/o fluviales infiltradas y agua subterránea. Un método similar es la creación de agua subterránea artificial utilizando la infiltración vertical para trasladar bajo tierra el agua fluvial, con la ayuda de pozos de infiltración o cuencas de infiltración. Así el agua se retira del subsuelo a cierta distancia de las plantas de infiltración. Esta distancia debe ser lo suficientemente grande como para asegurar que el agua cruda obtenida pueda mezclarse con el agua subterránea y posea la calidad necesaria para la preparación de agua potable. También se ha obtenido agua para uso humano, de agua subterránea artificial formada a partir de las aguas residuales por infiltración, manteniéndolas en el subsuelo durante 3 o 4 años, o cuando menos 400 días, antes de utilizarlas para abastecimiento municipal. (Fresenius et. al., 1991)


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RReeuuttiilliizzaacciióónn ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess iinndduussttrriiaalleess ddeennttrroo ddee llaa ppllaannttaa.. La reutilización del agua dentro de la planta es un método efectivo para reducir la descarga de agua residual en el sistema de alcantarillado público o en un cuerpo receptor de agua natural. El uso múltiple de las aguas de procesamiento resulta especialmente económico en casos en que se requiere agua para transportar las materias primas y para los procesos de refrigeración (enfriamiento) y lavado, siempre que el tratamiento de reutilización no sea demasiado costoso. También es ventajoso utilizar las mismas aguas varias veces, cuando sólo puede obtenerse agua de cuerpos de agua superficiales a un costo elevado. Esto resulta particularmente válido cuando el agua de procesamiento utilizada no está demasiado contaminada o puede ser purificada satisfactoriamente mediante los métodos usuales. Las aguas de enfriamiento son un ejemplo típico de poder aplicar el método de uso múltiple ya que presentan un bajo grado de contaminación, sólo han sido calentadas durante el proceso de enfriamiento. En muchas fábricas, el agua de enfriamiento, después de ser recirculada una o varias veces, se utiliza finalmente como agua de procesamiento, con o sin enfriamiento previo. Por ejemplo en fundiciones, el agua caliente se utiliza para procesos que requieren temperaturas más elevadas. Después de ser tratadas en torres de enfriamiento, estas aguas se pueden utilizar en los procesos productivos o recircularlas en un sistema cerrado.

EEjjeemmppllooss ddee rreeuuttiilliizzaacciióónn yy tteennddeenncciiaass eenn ddiiffeerreenntteess sseeccttoorreess iinndduussttrriiaalleess.. En las minas de carbón se utiliza normalmente el agua de pozo o de minas para lavar el carbón. Las aguas fluviales obtenidas fácilmente, o el agua proveniente del suministro público, sólo se utilizan cuando las aguas de pozo son demasiado saladas. Las aguas de lavado son recirculadas el mayor tiempo posible. Para evitar que las sales se concentren demasiado, una parte del agua se reemplaza constantemente por agua fresca, la cual posee un bajo contenido de sales. La proporción de sólidos en el agua (partículas finas de carbón) no debe exceder 60 mg/l. A niveles superiores el agua se vuelve menos efectiva para el lavado y el enjuague. Por esto es necesario contar con instalaciones de clarificación. En la planta de procesamiento de coque se utiliza agua para enfriar el coque candente (aproximadamente 5 m3 por cada 10 toneladas de coque). Las aguas del enfriamiento del coque contiene grandes cantidades de sólidos suspendidos, principalmente partículas finas de coque. Por el contrario, los contaminantes disueltos, tales como fenol, los compuestos de cianuro y el sulfuro de hidrógeno, sólo están presentes en pequeñas cantidades. En consecuencia, las sustancias no disueltas pueden separarse del agua de enfriamiento mediante sedimentación simple y ser reutilizadas en la planta. Al efluente del sedimentador se le puede dar uso múltiple después de un enfriamiento previo. En las herrerías y plantas siderúrgicas se utiliza agua para enfriar los hornos de fundición, eliminar los gases de estos últimos y granular las escorias. Las aguas de enfriamiento de los hornos de fundición sólo presentan un bajo grado de contaminación, por lo que pueden ser recirculadas. Las aguas residuales de las plantas de granulación contienen, sin embargo una gran cantidad de sólidos (escorias y polvo). Antes de ser reutilizadas, estas aguas residuales


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deben ser clarificadas en depósitos especiales. Incluso las aguas residuales, provenientes de la eliminación de gases nocivos de los hornos de fundición, que contienen cianuros, sulfuros y fenoles, pueden recircularse con éxito. Con el fin de recuperar las aguas de lavado para su recirculación, se separan los sólidos en tanques de sedimentación. Para intensificar el proceso de sedimentación, en muchos casos se utilizan floculantes. Parte del agua de recirculación se reemplaza regularmente por agua fresca para prevenir que la concentración de sustancias disueltas sea demasiado elevada. En las fábricas de laminación se utilizan grandes cantidades de agua para enfriar las laminadoras. Las aguas residuales se encuentran altamente contaminadas con laminillas y, con frecuencia, también con aceite. Antes de ser recirculadas, deben ser tratadas en dispositivos de clarificación para separar el aceite y los sólidos. Las aguas residuales provenientes de las plantas de electrogalvanización están compuestas, principalmente, de licores residuales y grandes cantidades de aguas de enjuague. Estas últimas pueden ser recirculadas, purificándolas mediante un proceso de intercambio iónico dentro del circuito. En las fábricas mecánicas de pulpa, las aguas residuales provenientes de la trituración de la pulpa blanca contienen principalmente residuos no disueltos de la pulpa de madera y algunas sustancias orgánicas. Por el contrario, en la producción de pulpa marrón, una cantidad considerable de sustancias orgánicas de lixiviación pasan a formar parte de las aguas residuales. Por lo tanto, en las fábricas de pulpa blanca, el agua puede ser reutilizada una vez separadas las sustancias no disueltas y el sistema de recirculación puede cerrarse tan herméticamente que no se producirá agua residual o, en todo caso, muy poca. En las fábricas de pulpa marrón, son las sustancias no disueltas que quedan en la madera después de cocción al vapor las que contaminan altamente el agua residual. Las aguas residuales provenientes de trituración de pulpa marrón contienen, entre otras sustancias resinas, pentosas, humatos, vanilina, metanol, ácido acético y ácido fórmico. Cuando el sistema de recirculación es similar al de las fábricas de pulpa blanca, la concentración de sustancias nocivas en el agua llega a ser tan alta que dificulta la producción. Por lo tanto, el agua en el sistema de recirculación además de ser enfriada, debe también someterse a un tratamiento físico-químico agregándosele agentes de floculación apropiados para separar las sustancias que dificultan el proceso productivo y reutilizar en forma constante la mayor cantidad de agua posible. En las fábricas de papel y cartón se requieren grandes cantidades de agua, principalmente para el lavado y el blanqueado, de acuerdo a la calidad del producto. El consumo de agua varía en las diferentes fábricas siendo el promedio de aproximadamente 123 m3/ton de producto para la fabricación de papel de embalaje, alrededor de 200 m3/ton de producto final para papel periódico y aproximadamente 400 m3/ton de producto final para papel fino. Al reciclar el agua o el agua residual, se pueden lograr reducciones significativas en el consumo de agua fresca y en la cantidad de aguas residuales a ser descargadas. Para ello dentro de la planta se emplean dispositivos y equipos en el sistema de recirculación para retener la materia fibrosa. Esto posibilita, por un lado, la recuperación de materia fibrosa en el estado más fresco posible y el retorno de ésta al proceso productivo y, por el otro, la clarificación del agua mediante la eliminación de las fibras.


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La industria química requiere grandes cantidades de agua y produce, como resultado, grandes volúmenes de agua residual. El agua de enfriamiento en esta industria generalmente es recirculada. El agua de condensación resultante del calentamiento indirecto de los reactores de procesamiento se emplea como agua para alimentación de la caldera. Las aguas residuales de procesamiento se recirculan cada vez más, entre otras razones, para recuperar la materia valiosa. Además de usarse con fines de enfriamiento, se utiliza agua en las diversas secciones de la planta para varios procesos de lavado de la materia prima o los productos, lavado para separar las sustancias solubles de las corrientes de gases, purificación de gases cargados de partículas, lavado de los reactores de procesamiento, especialmente en la producción intermitente. En muchos procesos químicos a gran escala, la demanda de agua de enfriamiento es 5 a 10 veces mayor que la requerida para otros propósitos. El agua fluvial ya no sólo se usa como agua de enfriamiento, sino que se están introduciendo cada vez más métodos de recirculación para abaratar la utilización del agua y mantener en lo posible un nivel bajo de descarga de agua residual, dada la creciente necesidad de proteger los cuerpos hídricos de la contaminación.

RReeccuuppeerraacciióónn ddee ssuussttaanncciiaass rreeuuttiilliizzaabblleess ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess iinndduussttrriiaalleess.. El agua residual industrial contiene muchas veces residuos de materia prima y de otras sustancias utilizadas en el proceso productivo. Son muchas las empresas interesadas en recuperar dichas sustancias, en tanto las mismas pueden reutilizarse o venderse; además, con ello se facilita y abarata la purificación de las aguas residuales. Generalmente se aplica a efluentes concentrados. Los requisitos principales para la recuperación de sustancias son: que este proceso puede realizarse en forma económica y que exista un mercado de las mismas. La industria viene demostrando un creciente interés por la recuperación de sustancias a partir de las aguas residuales, debido a que muchas materias primas se han tornado escasas y, por ende, relativamente costosas. Asimismo, cada vez es más difícil disponer de residuos especiales, debido a los requisitos - también cada vez más estrictos - para su tratamiento y disposición. En muchos casos, será necesario modificar los métodos de producción para responder a estos requisitos desde el punto de vista económico. La recuperación representa mayores ventajas cuando existe en las aguas residuales una gran cantidad de materiales reutilizables y una baja proporción de sustancias desechables. Para la recuperación de materiales reutilizables se emplea una variedad de métodos, tales como sedimentación, precipitación, interceptores o trampas de grasa y aceite, artesas de rebose, filtro prensa y de vacío, centrífugas, plantas de evaporación, intercambio iónico, filtración, etc. Algunas veces, la recuperación forma parte del sistema de circulación de agua en la planta o puede ser también un requisito previo para la reutilización económica de aguas residuales, como en el caso de las plantas de galvanoplastia, fábricas de papel y la industria química. Por ejemplo, en la industria minera, el carbón extraído se somete a lavados y el lodo es recuperado de las aguas de lavado mediante un proceso de sedimentación, flotación u otros procesos. Luego, el carbón contenido en el lodo es utilizado al máximo posible. Los residuos


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de las plantas de coque, fábricas de gas, plantas de carbonización a baja temperatura, plantas de hidrogenación y fábricas similares, contienen principalmente fenol, amoníaco, sulfatos, cianuros, cloruros y componentes de alquitrán y carbón. La eliminación del fenol de estas aguas residuales y su posterior recuperación, son procesos cuyo uso se está haciendo cada vez más frecuente. El fenol puede ser recuperado con la ayuda de procesos especiales, como la extracción con benceno, tolueno y otros solventes similares, la adsorción a través de carbón activado o la separación de vapores. La Emscher Piver Association y la Lippe River Association operan 20 plantas de eliminación de fenol en plantas de coque, en las cuales se recuperan actualmente unas 7500 toneladas anuales de fenol. Las plantas decapadoras de hierro y otras plantas procesadoras de metales producen licores decapadores residuales, altamente concentrados y aguas residuales de enjuague diluidas. Estos residuos son tratados para recuperar ácidos y sales de hierro tales como ácido sulfúrico, sulfato de hierro, sulfato de cobre, etc. En las plantas de galvanoplastia, las aguas residuales son tratadas mediante intercambiadores de iones para recuperar sales metálicas valiosas que, de otra manera, serían, descargadas y eliminadas con el agua. La eliminación completa de sales de las aguas de enjuague que contienen cromatos, por medio de un intercambiador de iones, posibilita la total recuperación del ácido crómico. En las fábricas de seda artificial y de rayón, dentro de la industria de fibra sintética, se utiliza una cantidad considerable de sustancias químicas durante la transformación de la celulosa de sulfito en seda artificial mediante el método viscoso. Por cada tonelada de celulosa se requieren 800 kg de soda cáustica, 1100 kg de ácido sulfúrico, 290 kg de bisulfuro de carbón y 49 kg de sulfato de zinc. Estas sustancias químicas se extraen nuevamente del producto final y se descargan con las aguas residuales en forma diferente. Para que la producción resulte más económica, las sustancias químicas utilizadas deben recuperarse al máximo posible. Para la fabricación de seda artificial y rayón mediante el proceso de cuproamoniaco, se utiliza también una gran cantidad de sustancias químicas. Por una tonelada de producto final se requieren 600 kg de amoníaco, 258 kg de sulfato de cobre, 100 kg de lejía de soda y 1000 kg de ácido sulfúrico. Este proceso representa múltiples ventajas cuando las sustancias químicas se recuperan al máximo posible, especialmente en el caso del cobre y el amoníaco. Las aguas residuales de las fábricas de tela, de papel y de celulosa contienen una cantidad considerable de materias fibrosas cuya recuperación es una etapa necesaria del proceso de producción. Dicha recuperación se logra a través de interceptores de tamizado de fibra y sistemas de flotación. Las aguas residuales proveniente de fábricas enlatadoras de frutas y hortalizas se clarifican mediante mallas y tamices, mientras se encuentran frescas, para así recuperar la mayoría de los componentes no disueltos. Estos últimos se utilizan como alimento para ganado. Los residuos sólidos contenidos en las aguas residuales de las cervecerías se utilizan con igual propósito. Las grasas y aceites de muchas aguas residuales se recuperan para una nueva utilización mediante interceptores (trampas). Por ejemplo, las grasas y aceites de las aguas residuales de las plantas de laminación se recuperan mediante separadores, se tratan en instalaciones


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especiales dentro de las plantas y luego se reutilizan. Las refinerías de petróleo recuperan el petróleo de sus aguas residuales en colectores especiales y luego lo purifican antes de utilizarlo nuevamente. La recuperación de grasa a partir de los residuos provenientes de las plantas de limpieza y procesamiento de lana ha demostrado ser particularmente provechosa. Igualmente, se recupera gran cantidad de grasa mediante el tratamiento de los residuos provenientes de los mataderos, pudiendo luego utilizarse para la fabricación de grasas industriales, entre otras cosas.

20.1.2 Efectos en la salud causados por el reuso del agua residual. Para poder tratar adecuadamente el agua residual y alcanzar la calidad requerida para determinado tipo de reuso, es necesario determinar los principales contaminantes presentes en el agua residual cruda, tanto de tipo químico como de tipo biológico, entender el significado de su presencia y conocer los alcances de los métodos de tratamiento para la remoción de los contaminantes en cuestión. La presencia de compuestos químicos tóxicos y de microorganismos patógenos en el agua residual cruda crean el riesgo potencial adverso para la salud de los individuos que estén en contacto con ella. La transmisión de las enfermedades puede ser por contacto directo con el agua, por inhalación o por ingestión de los contaminantes en cuestión (Fleachem, 1983, Blum, et, al, 1995 OMS, 1976). Las medidas de control incluyen la eliminación o disminución en la concentración de estos constituyentes en el agua tratada, además de realizar prácticas adecuadas que limiten o prevengan el contacto directo o indirecto con el agua a reusar. Para los responsables de implementar programas de reuso en cualquier sitio, es perfectamente válida la preocupación por la presencia en las aguas residuales crudas de los contaminantes químicos o microbiológicos que repercuten negativamente en la salud y que por lo tanto impliquen un riesgo para el reuso de estas aguas. Sin embargo, el avance de la tecnología de tratamiento actualmente permite la remoción de los contaminantes peligrosos hasta tal grado que el agua residual tratada se puede reutilizar en una forma segura en términos del riesgo por causar efectos negativos, llámense enfermedad o infección. Los riesgos por el uso del agua residual se clasificarán como riesgos biológicos y riesgos químicos.

20.1.2.1 Riesgos biológicos. Los principales agentes infecciosos que pueden estar presentes en el agua residual cruda se pueden clasificar en tres tipos principales: bacterias, parásitos (protozoarios y helmintos) y virus (Cuadro 20.1).

20.1.2.1.1 Bacterias Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares pertenecientes, de acuerdo con la clasificación de los seres vivos de Whittaker, al reino Monera. Son organismos constituidos por una sola célula de tipo procariótico.


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De las bacterias patógenas, una de las más comúnmente encontradas en aguas residuales crudas es la bacteria del género Salmonella. El grupo de la Salmonella está constituido por una gran variedad de especies causantes de enfermedad en los humanos y en los animales. En el ser humano se manifiestan tres formas diferentes de salmonelosis: fiebres entéricas, septicemias y gastroenteritis agudas. La forma más grave de salmonelosis es la fiebre tifoidea causada por la Salmonella Typhi. Las septicemias causadas por Salmonella no son muy frecuentes en los humanos. Las gastroenteritis agudas causadas por Salmonella son los padecimientos más frecuentemente detectados. Se han identificado 1700 serotipos diferentes de Salmonella. La Shigella es otro género bacteriano que produce una enfermedad gastrointestinal denominada disentería bacilar o shigelosis. Se han reportado brotes de shigelosis transmitidos por el agua residual que contamina el agua de pozos que se utilizan `para abastecimiento de agua potable. El tiempo de sobrevivencia de Shigella en el agua residual es relativamente corto y la diseminación de la shigelosis se hace principalmente a través del contacto de persona a persona. Sin embargo, se le atribuye a la Shigella el ser la principal causa de brotes infecciosos de tipo gastrointestinal en aguas de ríos y lagos que se utilizan como aguas para uso recreativo donde existe contacto directo o indirecto con el ser humano. Cuadro 20.1 Agentes infecciosos presentes en aguas residuales crudas.

Agente Patógeno Enfermedad que causa Bacterias: Shigella spp. Shigelosis (Disentería bacilar) Salmonella typhi Fiebre tifoidea Salmonella (1700 serotipos) Salmonelosis Vibrio cholerae Cólera Escherichia coli (enteropatógena) Gastroenteritis Yersinia Enterocolitica Yersiniosis Leptospira spp. Leptospirosis Legionella Enfermedad de los legionarios Campylobacter jejuni Gastroenteritis Parásitos: Protozoarios: Entamoeba histolytica Amibiasis (disentería amibiana) Giardia lamblia Giardiasis Balantidium coli Balantidiasis (disentería) Cryptosporidium Cryptosporidiasis, fiebre, diarrea Helmintos: Ascaris lumbricoides (gusanos redondos) Ascariasis (lombriz intestinal) Ancylostoma spp. Larva cutánea inmigrante Ancylostoma dudodenale Anquilostomiasis Necator americanus Necatoriasis Strongyloides stercoralis Estrongiloidiasis Trichuris trichiura Tricuriasis Taenia spp. Teniasis Enterobius vermicularis Enterobiasis Echinococcus granulosus spp. Hidatidosis (fiebre hidatídica) Virus: Enterovirus (72 tipos) (Polio, eco, coxsackie, enterovirus)

Gastroenteritis, anomalías cardiacas, meningitis

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Agente Patógeno Enfermedad que causa Hepatitis A Hepatitis infecciosa Adenovirus (47 tipos) Enfermedades respiratorias, oculares Rotavirus (4 tipos) Gastroenteritis Parvovirus (3 tipos) Gastroenteritis Agentes Norwalk Diarrea, vómito y fiebre Reovirus (3 tipos) No establecido claramente Astrovirus (5 tipos) Gastroenteritis Calicivirus (2 tipos) Gastroenteritis Coronavirus Gastroenteritis

Fuente: WERF, 1996 El genero Vibrio son bacilos rectos o curvos Gram negativos móviles por un sólo flagelo polar facultativos anaeróbicos. Se encuentra en ambientes acuáticos con diferentes grados de salinidad. El Vibrio cholerae, es el agente causante del cólera, que en últimas fechas ha causado graves problemas en México y Latinoamérica. Es una enfermedad gastrointestinal de efectos agudos (Arreguín, et. al, 1997). Otros géneros de bacterias que han sido aisladas a partir de aguas residuales crudas son Mycobacterium, Clostridium. Leptospira y Yersinia. Las gastroenteritis de origen hídrico transmitidas por agentes etiológicos desconocidos son también frecuentemente reportadas, considerándose que el principal agente sospechoso es de tipo bacteriano. La bacteria Escherichia coli del tipo enteropatógeno es uno de los principales agentes sospechosos de causar gastroenteritis inespecíficas al igual que ciertas cepas de Pseudomonas que pueden afectar al recién nacido. La E. coli enterotoxigénica de origen hídrico ha sido reportada como causante de este tipo de infecciones. La E. coli O157 ha causado varias muertes en Japón, por ingestión de agua o alimentos contaminados. Ya que en una forma práctica, el identificar a todos los patógenos que están presentes en aguas residuales, una práctica muy común es el uso de organismos indicadores que puedan en forma indirecta indicar la contaminación de tipo fecal existente en el agua. Las bacterias del grupo coliforme, están constituidos por un número de géneros como Klebsiella, Citrobacter, Escherichia, Serratia y Enterobacteria. El grupo coliforme son todos los bacilos gram negativos no esporulados que son habitantes normales de las heces de animales de sangre caliente y del suelo. Las bacterias coliformes fecales existen solamente en el tracto gastrointestinal de los animales de sangre caliente y son un subconjunto de los organismos coliformes totales. La E. coli y los enterococos a menudo se utilizan como organismos indicadores de contaminación fecal en aguas para uso recreativo. Se utilizan como organismos indicadores porque son habitantes normales del tracto gastrointestinal y se encuentran en concentraciones muchos mayores que los patógenos y son fácilmente detectables y se correlacionan directamente con la contaminación de tipo fecal y generalmente responden de manera similar a las condiciones ambientales y a los procesos de tratamiento que muchos patógenos


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bacterianos. Sin embargo, existen algunas deficiencias en la correlación de ésos microorganismos y otro patógenos como es el caso de los virus y los protozoarios (Giardia y Cryptosporidium).

20.1.2.1.2 Parásitos. Dentro de este grupo están los protozoarios y los helmintos que a continuación se describen brevemente.

aa)) PPrroottoozzooaarriiooss.. Varios parásitos del tipo de los protozoarios patógenos han sido aislados de aguas residuales. Uno de los protozoarios más importantes quizá sea la Entamoeba Histolytica, que es la causante de la disentería amebiana. Este organismo se encuentra en las aguas residuales en forma de quistes los cuales han sido excretados por humanos infectados. La enfermedad se encuentra distribuida en todos los continentes y en México ocupa un lugar predominante como causante de enfermedades gastrointestinales junto con las Helmintiasis (Tay, 1976). Giardia lamblia y Cryptosporidium son dos protozoarios presentes en aguas residuales. El primero, causante de giardiasis que se manifiesta por alteraciones gastrointestinales, diarrea y malestar general es una enfermedad con una incidencia muy alta en nuestro país. La infección se manifiesta al ingerir los quistes de la Giardia lamblia. La criptosporidiasis se manifiesta también por diarrea, siendo las formas denominadas oocistos las formas infectantes, estos oocistos no son inactivados por el cloro. El análisis e identificación de éstas formas no es sencillo, y se requiere un volumen muy grande de muestra para concentrar las formas y su % de recuperación es bajo.

bb)) HHeellmmiinnttooss Los parásitos helmínticos más importantes y que se encuentran en aguas residuales son los gusanos intestinales, entre los que tenemos a Ascaris lumbricoides, Taenia saginata, Trichuris trichiura, Ancylostoma dudenale, Necator americanus y Strongyloides stercoralis. Los ciclos de vida de la mayoría de los helmintos son muy complejos y requieren de un huésped intermediario. La etapa infectiva de algunos de los helmintos puede ser el organismo en su forma adulta o en la forma larvaria, mientras que los huevecillos de otros helmintos constituyen la etapa infectiva de los organismos. Las etapas larvarias de vida libre no son patógenas para los seres humanos. Los huevecillos y larvas son resistentes a cambios ambientales drásticos y pueden sobrevivir a las etapas normales de desinfección en una planta de tratamiento. Sin embargo, los huevecillos se remueven eficientemente en las etapas de sedimentación, filtración o en las lagunas de estabilización.

20.1.2.1.3 Virus. Los humanos excretan aproximadamente 100 diferentes tipos de virus entéricos que son capaces de producir una infección. Los virus entéricos se multiplican en el tracto gastrointestinal del huésped y son liberados en la materia fecal de las personas


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infectadas. No todos los tipos de virus entéricos causan enfermedades transmitidas por el agua. Los enterovirus (virus de la polio, eco y coxsackie), el virus Norwalk, los rotavirus, los reovirus, los Parvovirus, los Adenovirus, el virus de la hepatitis A, son las formas más importantes. Los Reovirus y los Adenovirus que causan enfermedades respiratorias, gastrointestinales y oculares se han aislado a partir de aguas residuales. El virus Norwalk, el de la hepatitis A y el rotavirus transmiten la infección a través del agua. No hay evidencia clara de que el virus del SIDA pueda ser transmitido a través de las aguas residuales, aun cuando ha sido detectado a través de la reacción de PCR en algunas muestras de aguas residuales crudas, sin embargo, no fue detectado en muestras de lodos, de efluentes tratados y de suelos. El método de PCR determina la presencia de ácidos nucleicos vírales pero no indica la presencia de partículas vírales infecciosas (Crook, et. al, 1994). 20.1.2.1.4 Infecciones causadas por agentes patógenos. Los virus patógenos, bacterias, protozoarios y helmintos se escapan del cuerpo de personas infectadas en sus excretas y pueden pasar a otras por medio de la boca (es decir, cuando comen verduras contaminadas) o de la piel (como en el caso de los anquilostoma y esquistosomas). Las excretas y las aguas residuales contienen generalmente elevadas concentraciones de agentes patógenos excretados, sobre todo en los países donde predominan las enfermedades diarreicas y los parásitos intestinales. Muchas de esas infecciones de importancia para la salud pública se transmiten de varias formas; las características de los agentes causales también varían y son de gran importancia para determinar en qué circunstancias se puede fomentar o controlar una infección con las prácticas de aprovechamiento de aguas residuales. Feachem y colaboradores (1983) han dividido las infecciones causadas por agentes patógenos excretados en cinco categorías, según sus características de transmisión en el medio ambiente, como se indica a continuación. Las infecciones de la categoría I son causadas por agentes patógenos infecciosos en el momento de la excreción (no latentes), que se caracterizan por una baja dosis infectiva media y no se pueden multiplicar en el medio ambiente. Esta categoría abarca virus y protozoarios excretados y los helmintos Enterobius vermicularis (lombriz blanca u oxiuro) e Hymenolepis nana (tenia enana). Un periodo de latencia es el intervalo transcurrido entre la excreción de un agente patógeno y el momento en que puede convertirse en microorganismo infectivo para un nuevo huésped vertebrado. El concepto se aplica sólo a ciertos helmintos porque la latencia de todos los virus, bacterias y protozoarios excretados es nula. La transmisión de los agentes patógenos de la categoría I ocurre sobre todo mediante transmisión directa de una persona a otra en su medio doméstico inmediato, sobre todo cuando predominan el hacinamiento y los malos hábitos de higiene personal, aunque el tiempo de supervivencia de los virus y protozoarios excretados puede ser suficientemente prolongado para que constituya un peligro para la salud en sistemas de utilización de excretas y aguas residuales.


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Los agentes patógenos que causan infecciones de la categoría II son las bacterias excretadas; al igual que los agentes causales de las infecciones de la categoría I, son infectivos en el momento de la excreción. Su mayor dosis infectiva media significa que, por lo general, deben ingerirse en grandes números para poder causar enfermedad, pero pueden multiplicarse fuera del huésped, por ejemplo, en los alimentos o la leche. Se transmiten comúnmente en el medio doméstico inmediato, pero sus grandes cualidades de persistencia en el medio ambiente significan que pueden sobrevivir por periodos más prolongados que exigen ciertas vías de transmisión y, por tanto, constituir riesgos para la salud en los sistemas de utilización de excretas y aguas residuales. Existen casos bien documentados, por ejemplo, de epidemias de cólera causadas por riego de cultivos de verduras con aguas residuales sin tratar. Las enfermedades de la categoría III son causadas por nemátodos intestinales transmitidos por el suelo, que no necesitan huésped intermedio. Sus huevos exigen un periodo de latencia para desarrollarse en el medio ambiente antes de que puedan causar infección. Por otra parte, la dosis infecciosa mínima es un solo microorganismo y éstos parásitos se ven muy poco afectados por la inmunidad del huésped. Los más importantes son las ascárides: Ascaris lumbricoides, los anquilostoma Ancylostoma duodenale y Necator americanus, y los tricocéfalos Trichuris trichiura. Todos se transmiten fácilmente mediante el uso de excretas y aguas residuales en estado bruto o insuficientemente tratadas en la agricultura; en realidad, son los agentes patógenos excretados de mayor preocupación para la salud pública en los sistemas de aprovechamiento en agricultura (Mara, 1989). Las infecciones de la categoría IV son causadas por Taenia saginata y T. solium. Para su transmisión, una vaca o un cerdo (respectivamente) debe ingerir primero huevos viables antes de que el hombre pueda infectarse al comer la carne mal cocida de animales infectados. Una posible vía para la transmisión de esas enfermedades es el riego de praderas con aguas residuales. Las infecciones de la categoría V son causadas por helmintos acuáticos que requieren uno o dos huéspedes acuáticos intermedios; el primero de éstos es el caracol, en el que el agente patógeno se multiplica asexualmente, y el segundo es un pez o un macrófito acuático. Muchos de estos helmintos tienen una distribución geográfica limitada y su transmisión se fomenta sólo en zonas endémicas con el uso de excretas y aguas residuales en estado bruto o insuficientemente tratadas en acuicultura y el consumo de pescado o verduras acuáticas crudos o mal cocidos. El uso en agricultura no es importante, excepto en el sentido de que todos los sistemas de riego pueden facilitar la transmisión de la esquistosomiasis. En la clasificación anterior, las infecciones de las categorías III a V son causadas por helmintos excretados. Estos necesitan un tiempo después de la excreción para ser infectivos para el hombre y ese periodo de latencia transcurre en el suelo, el agua o un huésped intermedio. Muchos de ellos persisten en el medio ambiente, con periodos de supervivencia que oscilan entre varias semanas y algunos años. La persistencia es el periodo comprendido entre la excreción de un agente patógeno y su posible muerte o inactivación en el medio ambiente. En el caso de los agentes patógenos helmínticos con uno o más huéspedes intermedios, la persistencia se define como el periodo de supervivencia de la etapa infectiva final.


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Los sistemas de utilización de excretas y aguas residuales son importantes mecanismos de transmisión de muchas de estas enfermedades y, por tanto, una medida de importancia para su control en el medio ambiente es el tratamiento eficaz de excretas, aguas residuales y lodos derivados de éstas antes de utilizarlos.

20.1.2.1.5 Sobrevivencia de agentes patógenos. El extenso número de publicaciones sobre los periodos de supervivencia de los agentes patógenos excretados en el suelo y en las superficies de los cultivos ha sido objeto de revisión por parte de Feachem y colaboradores, Shuval y colaboradores y de Strauss. Existen amplias variaciones en los periodos de supervivencia notificados, que reflejan tanto la variación de cepas como el efecto de los factores climáticos, así como las diferencias en las técnicas de análisis. Sin embargo, es posible resumir la información actual sobre la supervivencia de los agentes patógenos en el suelo y en los cultivos en los climas cálidos (20-30 ºC), como se indica en el cuadro 20.2. La supervivencia de los agentes patógenos en estanques enriquecidos con excretas y aguas residuales es similar a la observada en los estanques de estabilización de desechos; se puede esperar que se reduzca el número de bacterias y virus sólo de uno a tres órdenes de magnitud, dependiendo de la dilución, el tiempo de retención hidráulica (la permanencia media del agua en el sistema de estanques) y los factores climáticos. Los huevos de helmintos y los quistes amibianos se asentarán en el fondo del estanque donde pueden permanecer viables por periodos prolongados. Cuadro 20.2 Periodos de sobrevivencia de ciertos agentes patógenos excretados en el suelo y las superficies de los cultivos a 20-30ºC.

Agente Patógeno Periodo de supervivencia En el suelo En los cultivos

Virus Enterovirus b <100, comúnmente <20 días <60, comúnmente <15 días Bacterias Coliformes fecales <70, comúnmente <20 días <30, comúnmente <15 días Salmonella spp <70, comúnmente <20 días <30, comúnmente <15 días Vibrio cholera <20, comúnmente <10 días < 5, comúnmente < 2 días Protozoarios Quistes de Entamoeba hystolytica <20, comúnmente <10 días <10, comúnmente <2 días Helmintos Huevos de Ascaris lumbricoides muchos meses <60, comúnmente <30 días Larvas de anquilostoma <90, comúnmente <30 días <30, comúnmente <10 días Huevos de Taenia saginata muchos meses <60, comúnmente <30 días Huevos de Trichuris trichiura muchos meses <60, comúnmente <30 días

a fuente: Feachem, F.G., 1983. Las pruebas existentes indican que casi todos los agentes patógenos excretados sobreviven en el suelo y en los estanques lo suficiente para representar un peligro para los agricultores y piscicultores y también‚ para quienes manejan y consumen pescado y


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macrófitos acuáticos. Los agentes patógenos sobreviven en las superficies de los cultivos por periodos más cortos que en el suelo, ya que en ese medio están menos protegidos contra los efectos nocivos de la luz solar y la desecación. Sin embargo, los periodos de sobrevivencia pueden ser suficientemente prolongados en algunos casos para poner en peligro la salud de las personas que manejan y consumen los cultivos, sobre todo cuando esos periodos son más largos que los ciclos de crecimiento del cultivo, como sucede a menudo con las verduras. El riego de praderas con aguas residuales que contengan huevos viables de Taenia saginata producirá cisticercosis bovina sólo si las vacas pastan en ellas mientras los huevos son todavía viables. A menudo se recomienda un intervalo mínimo de 14 días entre el riego y el pastoreo, y en algunos países es obligatorio. Sin embargo, no se ha determinado a cabalidad qué eficacia tiene eso en la práctica como medida de control, pues se sabe que los huevos de la especie Taenia sobreviven hasta 6 meses en el pasto y el suelo. La educación de los agricultores y la inspección de la carne son otras medidas de control necesarias. Los cerdos se infectan con tenia sólo cuando tienen acceso directo a las heces humanas (que consumen rápidamente); la fertilización de los cultivos con excretas y el riego con aguas residuales por lo general, no fomentan mucho la transmisión de las enfermedades causadas por ese parásito.

20.1.2.1.6 Factores que intervienen en la transmisión de las enfermedades. Muchos factores afectan la medida en la cual el riesgo potencial que causa un agente patógeno en las aguas residuales puede convertirse en un riesgo real de transmisión de enfermedades. Para que el uso de excretas y aguas residuales en agricultura o acuicultura represente un riesgo real para la salud, deberán existir todas las condiciones enumeradas a continuación:

una dosis infectiva de un agente patógeno excretado llega al campo o al estanque o el agente patógeno se multiplica en esos dos lugares para formar una dosis infectiva;

la dosis infectiva llega al huésped humano;

el huésped se infecta; y

la infección causa enfermedad o fomenta su transmisión.

El riesgo es meramente potencial si no existe la última condición. El uso de excretas o aguas residuales en agricultura o acuicultura es de importancia para la salud pública sólo si causa excesiva incidencia o prevalencia de enfermedad o intensidad de infección. Ciertas características de un microorganismo patógeno dado tenderán a incrementar el riesgo probable y la importancia que para la salud pública tiene su transmisión mediante aprovechamiento de aguas residuales. Shuval y colaboradores han señalado las siguientes:

persistencia por periodos prolongados en el medio ambiente;

prolongado periodo de latencia o etapa de desarrollo; baja dosis infectiva;


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poca inmunidad del huésped;

mínima transmisión simultánea por medio de otras vías como los alimentos, el agua y los malos hábitos de higiene personal o doméstica.

Partiendo de esta base, es de esperar que las Helmintiasis de las categorías III a V, causadas por los agentes patógenos más persistentes, con el mayor periodo de latencia y dosis infectivas muy bajas ya que la inmunidad del huésped es poca, están entre las que representan el mayor riesgo real ocasionado por el aprovechamiento de aguas residuales. Donde es elevado el índice de transmisión por otras vías, como ocurre a menudo con muchas de las infecciones fecales transmitidas por vía oral (categorías I y II), un reducido índice de transmisión por aprovechamiento de aguas residuales puede tener poca importancia relativa. Las aguas residuales no son un medio tan eficaz de transmisión de enfermedades causadas por virus entéricos pertenecientes a la categoría II, pese a que éstos son moderadamente persistentes y tienen bajas dosis infectivas. Por lo general, la transmisión de diferentes orígenes en el hogar es tan intensa que la mayoría de los lactantes adquiere inmunidad permanente en los primeros años de vida, de modo que hay pocas posibilidades de que ocurra un número excesivo de casos de enfermedad como resultado de una mayor exposición por causa del aprovechamiento de aguas residuales. Por tanto, los conocimientos que se tienen actualmente sobre la transmisión de los agentes patógenos excretados sugieren que la infección helmíntica es el riesgo más importante para la salud, que las virosis es la menos importante y que las enfermedades bacterianas y protozoarias se encuentran entre los dos extremos. Sin embargo, sólo las pruebas epidemiológicas permiten confirmar la validez de este modelo teórico.

20.1.2.2 Riesgos químicos. Los compuestos químicos presentes en las aguas residuales en estado disuelto, coloidal y suspendido también representan un riesgo en el reuso, sobre todo cuando el agua tratada es para uso potable indirecto o cuando el agua se percola al agua subterránea como resultado del riego, en la recarga de acuíferos y otros usos. Algunos de los compuestos orgánicos e inorgánicos de importancia para el reuso del agua se presentan en el cuadro 20.3.

20.1.2.2.1 Compuestos inorgánicos. La concentración de compuestos inorgánicos presentes en una agua residual tratada depende de la fuente de donde provenga el agua residual y del grado de tratamiento. Un agua residual municipal tiene aproximadamente 300 mg/l de sólidos inorgánicos disueltos. Sin embargo, el rango es de 150 a 500 mg/l. La presencia de sólidos disueltos totales, nitrógeno, fósforo, metales pesados y otros compuestos inorgánicos puede afectar la aceptabilidad del agua reciclada para diferentes tipos de reuso. En forma general, la tecnología existente para el tratamiento de las aguas residuales puede reducir muchos elementos traza a niveles menores a los límites máximos recomendados, para riego y agua para beber (Culp, referido en EPA, 1992). Metales pesados y su toxicidad. Se consideran metales pesados aquellos cuya densidad es mayor a 6 g/cm3. Básicamente se trata de Hg, Cd, As, Ni, Cu, Cr, Zn y Pb.


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Su transporte se da básicamente en partículas de suelo, a través del aire y del agua. En los lagos en Suecia, la depositación de plomo data de los tiempos griegos en los cuales mediante la purificación de plata escapaba plomo al ambiente y era transportado hasta el norte. También se ha descubierto contaminación por Hg y Cu desde los Fenicios y Romanos. El uso de metales se ha incrementado constantemente. De 1930 a 1980 el uso de níquel se ha multiplicado por 35 veces, la de cromo 17 veces y cadmio 14 mientras que el mercurio después de haber aumentado ahora es menos del doble. Sin embargo la emisión de Hg y Cd es mayor que su uso, porque son contaminantes de fertilizantes y de minerales metalíferos. Son tóxicos en su forma de cationes y unidos a cadenas cortas de átomos de carbono bioquímicamente el mecanismo de su acción tóxica viene de la afinidad de los cationes metálicos por el azufre. Los grupos sulfihidrílo -SH, los cuales forman parte de las enzimas que controlan la velocidad de reacciones metabólicas críticas en el cuerpo humano, se unen a los catriones o moléculas que contienen los metales. Debido a que la unión resultante metal-sulfhidrilo afecta la enzima, está no actúa normalmente y la salud humana es afectada adversamente, a veces fatalmente. La reacción de los cationes de metales pesados M2+, donde M es Hg, Pb o Cd, es análoga a la reacción con el simple H2S inorgánico, lo que produce el sólido insoluble MS. Otro mecanismo de acción es la unión a los grupos fosfato de ATP y ADP. Cuadro 20.3 Compuestos químicos de importancia en el reuso del agua

Compuesto Parámetro que se mide Efecto Sólidos suspendidos

Sólidos suspendidos (SST, SSV y SSF)

Los contaminantes orgánicos, metales pesados se absorben sobre las partículas. La materia suspendida protege a los microorganismos de los agentes desinfectantes. Cantidades excesivas de SS taponan los sistemas de irrigación.

Materia orgánica biodegradable

DBO,DQO,COT Problemas estéticos y negativos. La materia orgánica es alimento para los microorganismos, afecta negativamente los procesos de desinfección, hace al agua inadecuada para algunos usos industriales y otro tipo de usos. Consume oxígeno y puede causar efectos crónicos y agudos si el agua reciclada se usa para fines potables.

Nutrientes Nitrógeno, fósforo y potasio Estos elementos son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas y su presencia revalora el agua para irrigación. Cuando el agua conteniendo éstos nutrientes se descarga a cuerpos receptores favorece el crecimiento indeseable de vida acuática. Cuando se aplica en exceso al suelo, el nitrógeno puede generar concentraciones elevadas como nitratos en el agua subterránea.

Orgánicos tóxicos

Compuestos específicos (pesticidas, hidrocarburos clorados)

Muchos de estos compuestos son recalcitrantes o difícilmente biodegradables y tóxicos al ambiente y su presencia en aguas tratadas puede limitar el uso de éstas en riego u otros usos.

Concentración de iones hidrógeno

pH El pH del agua afecta los procesos de desinfección, coagulación, solubilidad de los metales y la alcalinidad de los suelos. El pH usual de las aguas residuales está entre 6.5 y 8.5, en aguas industriales estos valores pueden cambiar drásticamente.

Metales pesados

Elementos específicos (Cd, Zn, Ni , Cu, Cr , Pb y Hg)

Algunos metales pesados se acumulan en el ambiente y son tóxicos a plantas y animales.

Inorgánicos disueltos

Sólidos disueltos totales, conductividad eléctrica, elementos específicos (Na, Ca, Mg, Cl, B)

La salinidad excesiva puede dañar a las cosechas. Iones específicos como el sodio, los cloruros y el boro son tóxicos a algunas cosechas. El sodio puede afectar la permeabilidad de los suelos.

Cloro residual Cloro libre o combinado Concentraciones excesivas de cloro libre disponible ( > 0.05 mg/l)pueden afectar las hojas y dañar ciertos cultivos. La mayoría del cloro en las aguas residuales se encuentra en forma combinada que no daña a los cultivos.

Fuente: USEPA, 1992


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Para mercurio las formas más tóxicas son cuando está unido a grupos alquilo, dado que son solubles en tejidos animales y pasan las membranas biológicas. Cobre. La forma química en que se encuentra el mismo en el agua no está totalmente determinada, se presume que se encuentre en forma oxidada, Cu2+ (ion cúprico) combinado con diferentes enlaces orgánicos. Su concentración, tanto en agua como en alimentos, es extremadamente variable. El tracto gastrointestinal constituye una excelente barrera a la toxicidad del cobre por vía oral. Niveles altos de ácido ascórbico y otros constituyentes orgánicos de la dieta, afectan la absorción y el metabolismo del cobre en el organismo humano. Zinc. El zinc posee una baja toxicidad oral; los mayores efectos tóxicos se asocian con una insuficiente ingestión de cobre. Se ha reportado que el zinc diminuye la toxicidad del cadmio, y que en presencia del calcio se reduce la bioasimilación del zinc. Cadmio. Se han llevado a cabo numerosos estudios experimentales realizados con animales, a los que se aplicó dosis de cadmio. Después de períodos prolongados de exposición oral a bajos niveles se comprobó hipertensión, así como efectos teratógenos, mutágenos y carcinógenos posteriores cuando se inyectaron dosis altas. Se han encontrado que la administración de cadmio en el agua potable por períodos breves, a un nivel de 10 mg/l, causa inhibición parcial de la absorción gastrointestinal del hierro. Hay indicios que sugieren una relación entre la ingestión de cadmio y la hipertensión en el hombre, sin embargo, de momento, tal relación no ha sido concluyente. Cromo. El cromo es necesario para la glucosa y el metabolismo de los lípidos y para la utilización de los aminoácidos en diversos sistemas. Parece que también es importante en la prevención de casos leves de diabetes y arteriosclerosis en las personas. Los efectos dañinos del cromo contenido en el agua se relacionan con el cromo hexavalente; el cromo trivalente, que se considera una forma de cromo esencial para el hombre, prácticamente no es tóxico, y aparentemente, no se conocen efectos locales o sistemáticos del mismo. Las personas que habitan en zonas del mundo en donde la arteriosclerosis es leve o casi no existe, suelen tener niveles más altos de cromo en los tejidos que las personas que provienen de zonas en donde la enfermedad es endémica. El cromo hexavalente en concentración de 10 mg/kg de peso corporal, produce casos de necrosis hepática, nefritis y muerte en el hombre; las dosis más bajas causan irritación de la mucosa gastrointestinal. Se han observado efectos tóxicos en ratas y conejos cuando el agua potable que consumían contenía más de 5 mg de cromo hexavalente por litro, si bien en otros estudios se encontró que hasta 25 mg/l no se producían efectos adversos. Se ha llevado a cabo un estudio en donde los efectos del cromo hexavalente y del colesterol en el desarrollo de la arteriosclerosis en conejos parece coincidir con la hipótesis de que el cromo inhibe el desarrollo de esta patología inducida experimentalmente. Asimismo, los niveles de colesterol en el suero son más altos en ratas alimentadas con dietas bajas en cromo disponible. Plomo. Desde siglos atrás se reconoce que el plomo en dosis altas constituye un veneno metabólico general y acumulativo. Algunos de los síntomas de envenenamiento agudo


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son: cansancio, languidez, ligeros trastornos abdominales, irritabilidad, anemia y, en el caso de los niños, cambios de comportamiento. Dichos síntomas son difíciles de cuantificar, y en la actualidad, se está prestando mucho interés a diversos y posibles efectos sutiles, como pueden ser los de tipo neurofisiológico causados probablemente por la exposición a bajos niveles de plomo. Son de especial importancia los estudios llevados a cabo sobre los niveles de plomo en el agua en relación con los niveles de plomo hallados en la sangre, tanto en niños como de adultos, y los posibles efectos relacionados con cambios ligeros en la conducta de los niños, pero en general, los niveles de plomo en la sangre que son atribuibles al agua no son altos, en relación con los niveles aceptables de plomo en la sangre para individuos y grupos de población. Mercurio. Los efectos tóxicos principales del mercurio son trastornos neurológicos y renales, que se relacionan principalmente con los compuestos de mercurio orgánico e inorgánico respectivamente. Según Krasovsky, además de producir efectos tóxicos generales, el mercurio también es causa de efectos gonadotóxicos y mutagénicos y altera el metabolismo del colesterol. No se ha obtenido evidencia de que el mercurio inorgánico sea carcinógeno. Las sustancias alquilmercuriales son embriotóxicas y teratogénicas en los animales de laboratorio. Níquel. El níquel es un elemento que se encuentra por doquier, los suelos típicos contienen entre 10 y 100 mg de níquel por Kg. Muchas sales de níquel son solubles en el agua, lo que puede dar origen a la contaminación de este recurso; ha habido problemas importantes relacionados con la descarga industrial de efluentes que contienen compuestos de níquel, en cuerpos de agua. Se ha comprobado que ciertos compuestos de níquel son carcinógenos, en experimentos con animales. No obstante, normalmente no se considera que los compuestos solubles de níquel sean carcinógenos ni para las personas ni para los animales. Al igual que ocurre con otros cationes bivalentes, el níquel puede reaccionar con el DNA, y cuando las concentraciones son altas, puede producirse daño que afecte a éste, como quedó demostrado en pruebas de mutagenicidad realizadas in vitro. Arsénico. Se encuentra en la corteza terrestre en una concentración entre 2-5 ppm. La bioacumulación es de 100 ppm aproximadamente. El coeficiente de transferencia en plantas es de 0.01-0.1. Ocupa sitios de metabolitos esenciales. Es tóxico en plantas cuando alcanza niveles de 5-20 ppm. Dosis letales agudas son de 6 mg/kg peso. En la dieta humana es tóxico entre 5-50 mg/día y letal de 50-340 mg/día. Es carcinogénico.

20.1.2.2.2 Compuestos orgánicos. Los principales compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales incluyen a los ácidos húmicos, materia fecal, desechos de cocina, detergentes, grasas, aceites y otras sustancias que se incorporan a las aguas residuales de diferentes procedencias. Los desechos industriales y municipales pueden aportar cantidades significativas de compuestos orgánicos sintéticos. La necesidad existente de remover los compuestos orgánicos está directamente relacionada con el uso final al que se destine el agua tratada.


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Algunos de los efectos negativos asociados con estos compuestos orgánicos incluyen los siguientes:

− Desde un punto de vista estético (Olores desagradables, colores no deseables).

− Desde un punto de vista de atracción de vectores y asociados a problemas de salud.

− Taponamiento de sistemas de riego o afectación de la permeabilidad del suelo a causa de las partículas suspendidas.

Hidrocarburos aromáticos policíclicos. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son un grupo muy grande de compuestos orgánicos que consisten de dos o más anillos de benceno, con presencia de anillos no aromáticos en algunos casos. Los anillos adyacentes comparten dos átomos de carbono. Los HAP se forman como resultado de la combustión incompleta de compuestos orgánicos, pero también puede ser sintetizados por algunas bacterias, algas y plantas superiores. Disueltos en el agua y absorbidos en materia particulada, sufren un proceso de fotodescomposición, siempre y cuando ocurra con suficiente energía la exposición a la luz ultravioleta de la radiación solar, algunos microorganismos en el suelo pueden degradar los HAP, y también es probable que ocurra degradación en los sedimentos. Los niveles de HAP en las aguas superficiales se ven influenciados por las descargas industriales. El valor guía propuesto para benzo (a) pireno se basa en estudios toxicológicos y datos experimentales Basándose en la aplicación del modelo de etapas múltiples a los datos toxicológicos existentes con relación al benzo (a) pireno, así como considerando el hecho de que dicha sustancia se asocia en el agua con otros HAP de carcinogenicidad conocida, se propone un valor guía de 0,01 μg/L para el benzo (a) pireno en el agua potable. Bifenilos policlordos. La incorporación de los Bifenilos policlorados al agua ocurre fundamentalmente en los puntos de descarga de desechos industriales y urbanos en ríos, lagos y aguas litorales. El tratamiento de las aguas residuales no elimina estos productos en solución, que se encuentran en los cienos. La concentración más alta detectada en agua de consumo fue de 100 mg/l en una zona de Kyoto, Japón, pero habitualmente no debe sobrepasar 1 mg/l. La mayor parte de la información conocida respecto a la toxicidad de los bifenilos se ha obtenido de estudios con mezclas comerciales. Entre los efectos reportados de tipo acumulativo están la formación de carcinomas hepatocelulares, efectos sobre la fecundidad, inmunosupresión o interferencia con el metabolismo de los esteroides y porfiria, entre otros. La información en el hombre se limita a un episodio de grandes proporciones ocurrido en Japón, el cuál más de 1 000 personas manifestaron signos de intoxicación accidental con hipersecreción ocular, pigmentación y erupciones acneiformes de la piel y perturbaciones del aparato respiratorio. Los niños nacidos de madres con síntomas de “Yusha” (como se le denominó a este cuadro clínico) fueron de tamaño inferior al normal o inicialmente presentaron pigmentación cutánea, que posteriormente fue disminuyendo, no así los síntomas no específicos, que tendieron a adquirir más relevancia.


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Los bifenilos policlorados se acumulan principalmente en la grasa, por lo que se utiliza su identificación en grasa corporal, leche humana y sangre como índices biológicos de exposición.

Fenoles y clorofenoles. Los derivados fenólicos son muy difundidos y se encuentran fácilmente en aguas superficiales, proviniendo de descargas industriales o de aguas negras, y por tanto, indican contaminación. Normalmente los fenoles contenidos en aguas subterráneas, especialmente en terrenos con turba, son de origen natural.

Al tratar con cloro las aguas que contienen fenoles, se forman clorofenoles, que les imparten un sabor desagradable, y pueden ser eliminados por filtración con carbón activado u ozonazación. Durante la fase de percloración de un agua en una planta de tratamiento se pueden formar varios compuestos orgánicos organoclorados cuando el agua cruda contiene sustancias orgánicas. Muchos de estos compuestos son potencialmente cancerígenos y pueden generar problemas de toxicidad debido a bioacumulación en los líquidos del cuerpo humano.

Trihalometanos. Los Trihalometanos aparecen principalmente en el agua potable como productos resultantes de la reacción entre las sustancias químicas que se usan en el tratamiento oxidativo y las materias orgánicas naturalmente presentes en el agua. Su formación está relacionada principalmente con el uso del cloro. Los cuatro Trihalometanos que se presentan con mayor frecuencia son: cloroformo, bromoformo, bromodiclorometano y dibromoclorometano. La concentración total de estos Trihalometanos en el agua potable, puede llegar hasta 1,000 μg/l, pero por lo general es menor que 100 μg/l.

Se ha comprobado que el cloroformo produce cáncer en dos especies de animales de laboratorio. Los tres Trihalometanos que contienen bromo están siendo sometidos a pruebas de carcinogenicidad durante un ciclo vital, en bioensayos similares a los del cloroformo. Sin embargo, se sabe que son más activos, de acuerdo con la prueba de Ames con Salmonella para determinar la mutagenicidad. Los Trihalometanos se presentan en el agua fundamentalmente debido a reacciones que ocurren naturalmente entre el cloro y ion de bromo (presente en forma casual) y los compuestos orgánicos. Los datos obtenidos en diversos países han demostrado que los niveles de Trihalometanos en el agua tratada después de la cloración, son generalmente mucho más altos que los niveles en el agua natural, donde a menudo no se detectan. En el cuadro 20.4 se ejemplifica el efecto carcinogénico de los compuestos, en especial de los Trihalometanos, y sus localizaciones más frecuentes.


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Cuadro 20.4 Coeficientes de correlación entre tasas de mortalidad por cáncer en hombres y niveles de Trihalometanos en aguas de consumo en 76 regiones.

Sitio o manifestación maligna

Trihalometano indicador Coeficientes de correlación por porcentaje de población servida (50% - 100%)

Páncreas

Cloroformo THM (no cloroformo)

-0,13 -0,16

Próstata Cloroformo 0,17 Hígado THM (no cloroformo) 0,19 Riñón Cloroformo 0,07 Cerebro THM (no cloroformo) 0,17 Linfoma THM (no cloroformo) -0,03 Estómago THM (totales) -0,02 Pulmones THM (totales) 0,07

* Correlación positiva estadísticamente significativa (p 10%) Fuente: National Academy Press (1980).

20.1.2.3 Efectos de los contaminantes presentes en las aguas residuales tratadas.

20.1.2.3.1 Efectos en la biota acuática y terrestre. Demanda de oxígeno. Las sustancias orgánicas al descomponerse disminuyen la concentración de oxígeno disuelto en el cuerpo de agua, causando un efecto negativo en la vida acuática que depende de las concentraciones de oxígeno para la vida. Con base en los esquemas de reuso agrícola y acuicultura es posible observar que la presencia de contaminantes orgánicos sintéticos, metales y contaminantes biológicos presentes en las aguas tratadas (renovadas) actúan como factores selectivos para la biota afectada. En especial, los sistemas acuáticos son muy vulnerables a cualquier cambio en la calidad del agua, debido a que, a diferencia de los sistemas biológicos terrestres, no han generado sistemas eficientes de inducción; esto favorece a corto plazo, la eliminación de organismos sensibles y de fases de desarrollo críticos, como los primeros estadios de formación. Las características fisicoquímicas de los contaminantes presentes en las aguas renovadas tales como solubilidad, interacción con otros componentes del agua, estructura molecular, coeficientes de partición, etc., determinan su acceso a los sistemas biológicos. La estructura molecular de los contaminantes determina las posibilidades de ser biodegradados y/o bioacumularse. Los compuestos solubles, tienen acceso al fitoplancton, primer nivel trófico afectado; el grado de afectación dependerá del organismo considerado, de su metabolismo y del tipo y dosis del compuesto. Ya a este nivel para algunas especies se detectan magnificaciones que tienden a incrementarse vía cadena alimenticia. Las especies químicas insolubles generalmente llegan al sedimento el cual juega un papel relevante en la biotransformación de especies químicas inertes en especies bioquímicas tóxicas y accesibles a otros niveles tróficos. Para que el proceso de biotransformación se realice se requiere la presencia de microorganismos específicos y condiciones ambientales adecuadas (temperatura, pH, potencial redox, etc.).


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Algunas especies, debido a la composición específica de sus cadenas tróficas, son sensibles a la acción de ciertos contaminantes como mercurio, plomo, clordano, DDT, toxafeno etc. Su sensibilidad es dependiente de factores genéticos y ambientales principalmente. Los contenidos de contaminantes en las aguas renovadas generalmente son bajos, de ahí que su acción se ejerza a largo plazo y es asociada a mecanismos como bioconcentración, biotransferencia, sinergismo y magnificación vía cadena alimenticia. El uso de Bioensayos permite establecer las concentraciones de contaminantes presentes en aguas renovadas y sus efectos en la Biota acuática. Sin embargo generalmente se señalan niveles tóxicos con base en la dosis letal media, excepcionalmente con base en la dosis letal alta, excepcionalmente también con base en dosis subletales, por ello se requieren estudios a este nivel con especies sensibles y en diferentes estadios de desarrollo. En lo que respecta a ecosistemas terrestres, el suelo presenta una acción amortiguadora a los contaminantes presentes en las aguas renovadas, la microbiota edafícola juega un papel relevante en cuanto a su eliminación y/o transferencia a vegetales.

20.1.2.3.2 Efectos en la salud humana. La ingestión del agua contaminada con compuestos orgánicos puede causar efectos agudos o crónicos en la salud. Estas resultan de la presencia de compuestos orgánicos y son de importancia para el agua tratada que se reusa para irrigación de cosechas, por contaminación de fuentes de abastecimiento subterráneo o por acumulación de los compuestos orgánicos en la cadena alimenticia. Los parámetros clásicos para determinar la concentración de materia orgánica como la DBO5, DQO o COT son muy comúnmente utilizados como indicadores de la eficiencia de tratamiento y de la calidad del agua para muchos usos no potables del agua tratada, pero tienen solamente importancia indirecta con la evaluación de la toxicidad y efectos en la salud. La identificación y la cuantificación de concentraciones muy bajas de compuestos orgánicos en el agua es posible utilizando técnicas instrumentales muy sofisticadas como la cromatografía de gases, la espectroscopia de masas, etc. La preparación de las muestras es un procedimiento complicado y laborioso sobre todo para los compuestos orgánicos no volátiles. Además, cuando el agua con contenidos elevados de materia orgánica se desinfecta mediante cloración, pueden formarse compuestos organoclorados como los Trihalometanos. El cloroformo es el compuesto predominante y ha sido relacionado directamente con el cáncer de riñón e hígado. Aunque los compuestos orgánicos identificados en las aguas residuales son un número elevado, aproximadamente el 90 % de los compuestos orgánicos presentes permanecen sin identificar. Se han desarrollado una serie de pruebas específicas para determinar la toxicidad, carcinogenicidad y citotoxicidad. Los organismos patógenos no son los únicos agentes productores de enfermedad que puede encontrarse en las aguas renovadas. Los riesgos originados por la presencia de sustancias químicas pueden ser, tan importantes o más que los riesgos causados por los contaminantes biológicos. El estudio de los efectos de las sustancias químicas se complica por el hecho de que no están presentes en el agua como sustancias aisladas, sino como mezclas que interactuan de una manera muy compleja y que hasta cierto punto no se conocen. Por lo tanto, es necesario conocer sus propiedades físicas, químicas y


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biológicas y los mecanismos de absorción y metabolismo, ya que algunas sustancias verán potenciada o anulada su toxicidad, debido a transformaciones sufridas a partir de absorción en el organismo humano. La mayor parte de la información sobre los aspectos de toxicidad y metabolismo, se ha obtenido a partir de estudios con animales. Por ello, si se desconocen las diferencias a nivel bioquímico y celular que pueda haber entre los mecanismos por los que se produce el daño en los animales de prueba y el hombre, cualquier intento para extrapolar los resultados de toxicidad experimentales al hombre, es tentativo. Por lo tanto, para generar el criterio de calidad toxicológico de una sustancia para el hombre, es necesario emplear un organismo en el que la sustancia se comporte igual a como lo hace en el humano y con la sensibilidad equivalente para evaluar sus efectos tóxicos. Por ello, es indispensable el conocimiento de los efectos a nivel bioquímico y celular de cada sustancia como una aproximación para evaluar su potencial tóxico en los diferentes niveles de organización del individuo. Además, es preciso considerar los efectos llamados retardados, debido a que no se manifiestan inmediatamente después de la exposición y que, por lo tanto, es difícil establecer una relación causa-efecto. Los efectos retardados comprenden la teratogénesis, la mutagénesis y carcinogénesis. A) Mecanismos de acción de los contaminantes. La acción biológica de los contaminantes depende de sus propiedades fisicoquímicas, pero estas a su vez están determinadas por su estructura química. Esta interrelación esta indicada en el siguiente diagrama:

Actividad Química

Propiedades Fisicoquímicas

Estructura Química

Actividad Biológica y muestra que la estructura química de la molécula de un contaminante determina no sólo las propiedades fisicoquímicas, sino también su capacidad para la reacción química. Un efecto biológico puede resultar de una reacción química entre el contaminante y un cierto substrato químico en el organismo. Al mismo tiempo la actividad biológica del contaminante es determinada por sus propiedades fisicoquímicas a través de cambios en la actividad química. B) Absorción. Muchas de las sustancias tóxicas con las que el organismo está en contacto no se absorben o si lo hacen pueden ser desintoxicadas y excretadas sin que ejerzan efecto alguno, otras pueden actuar en forma sinérgica o ser transformadas por reacciones metabólicas dentro del organismo a compuestos más tóxicos que su predecesor, otras mas pueden ser absorbidas y acumuladas en tejidos adiposos o en el tejido óseo. A un nivel celular, la barrera a vencer es la membrana plasmática. El transporte puede ser simplemente por el gradiente de concentraciones de la sustancia tóxica en el medio intra y


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extracelular, aunque puede haber otros mecanismos de entrada, como transporte activo, difusión facilitada, fagocitosis y pinocitosis, que pueden actuar en contra de gradientes o independientemente de la naturaleza de la sustancia. Esta última es importante porque, debido al alto contenido de lípidos en la membrana, se facilita el paso de las sustancias liposolubles al interior, por lo que es determinante la estructura del compuesto. Para las sustancias presentes en el agua, una vía de exposición importante es por ingestión. A partir de ella pueden ser absorbidas a cualquier nivel del tubo digestivo, incluyendo la boca y el recto. La absorción a un nivel determinado es dependiente de la naturaleza de la sustancia, en relación con las características de la mucosa en ese punto y pH. Así, el hecho de que el pH estomacal sea ácido, mientras el intestinal es alcalino, ocasiona que haya diferencias en la liposolubilidad de un tóxico en ambos sitios y por lo tanto en la facilidad con que puede atravesar la mucosa. Algunas sustancias atraviesan el tracto digestivo sin ser absorbidas en un grado significativo. A nivel intestinal, hay mecanismos de transporte especializados para electrolitos y nutrientes, con los que compiten las sustancias tóxicas. En el caso de sustancias insolubles, el tamaño de las partículas es un aspecto crítico, puesto que las más grandes son absorbidas en menor grado. Dado que el tubo digestivo tiene una flora bacteriana asociada, son importantes las transformaciones producidas por ésta a los materiales extraños, puesto que éstos pueden ser transformados a formas capaces de atravesar la mucosa intestinal o a compuestos tóxicos. La mayoría de los contaminantes presentes en las aguas renovadas son absorbidas si se ingieren directamente. Otra vía de exposición importante es por contacto. Para ella se tiene que, aunque la piel es una barrera muy efectiva, hay sustancias tóxicas que pueden atravesar apreciablemente la piel intacta, como es el caso de los bifenilos policlorados. Para detener los materiales extraños, la eficiencia de la piel depende, sobre todo, de la integridad del estrato corneo, formado por células muertas y queratinizadas. Las sustancias que llegan a atravesar estas células lo hacen a través de las fibras proteicas de queratina o de la matriz que hay entre ellas, dependiendo de que sean hidrosolubles o liposolubles, respectivamente. Una vez pasada la epidermis, llegan a los vasos capilares dérmicos y, a través de ellos, pasan al torrente circulatorio, para alcanzar al órgano blanco. Sin embargo, algunas sustancias que presentan gran afinidad por los grupos sulfhidrilo de la queratina, como el arsénico, se depositan en el estrato corneo o en el pelo y se eliminan a medida que el primero se descama o el segundo crece, lo que constituye un proceso de desintoxicación. La absorción aumenta con las heridas, abrasiones, hidratación o por el tratamiento previo o simultáneo con algunos solventes, como el dimetilsulfóxido, que aumentan la permeabilidad de la piel. Salvo el caso de que la sustancia sufra alguna transformación específica en el sitio de entrada o que sea secuestrada en el sitio de aplicación, independiente de la ruta de exposición, es llevada a través del torrente circulatorio al órgano o tejido donde actúa y/o


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se acumula. La acumulación puede constituir una desintoxicación en sí, al impedir que la sustancia alcance al órgano blanco en una concentración masiva. Sin embargo, como hay un equilibrio entre las concentraciones de la sustancia en el órgano se acumula y en la sangre, la liberación lenta que esto ocasiona prolonga considerablemente el tiempo de exposición, lo que es especialmente importante en el caso de las sustancias carcinógenas. Como la grasa constituye una fracción importante del peso seco del organismo, la capacidad de almacenamiento de sustancias hidrófobas en tejido adiposo puede ser muy grande. Otro depósito importante ocurre en hueso, como sucede en el caso del plomo. La eliminación de sustancias tóxicas se realiza principalmente a través del riñón y del hígado. A través del primero, el proceso es dependiente del peso molecular de la sustancia, que debe ser menor de 60,000 daltons y de su liposolubilidad, puesto que las sustancias liposolubles suelen ser reabsorbidas. Sin embargo, algunas llegan a ser expulsadas, debido a sistemas de transporte activo. El hígado, por su parte, se encuentra en una posición ventajosa para procesar a las sustancias ingeridas, ya que recibe la circulación proveniente del intestino. Además, en este órgano son más abundantes las enzimas de los sistemas que tratan a las sustancias extrañas. Aunque algunos metabolitos son pasados a la sangre y de allí al riñón, otros son vertidos directamente en la bilis hacia el intestino, de donde pueden ser excretados en una forma que no permite su reabsorción; sin embargo, la flora intestinal puede retransformarlos a compuestos reabsorbibles. La eliminación puede realizarse también a través de otras rutas, como la piel y el pelo, en secreciones como el sudor, la saliva y la leche, o en el caso de algunas sustancias muy volátiles, a través del tracto respiratorio. Dentro de la toxicología, se considera como metabolismo a las transformaciones que sufren las sustancias extrañas y propias del sistema a través de los mecanismos enzimáticos orgánicos. Sin embargo, la función original de estos sistemas no es la de transformar materiales extraños, sino a metabolitos producidos en el organismo, como las hormonas esteroides. De aquí que el metabolismo no implique necesariamente una desintoxicación. Dado que los compuestos liposolubles son los que tienden a acumularse en el organismo, incrementando sus efectos tóxicos, el fin principal que se persigue es la producción de compuestos menos tóxicos y más hidrosolubles, que puedan ser excretados con facilidad; para lograr esto, hay reacciones enzimáticas que se pueden considerar en dos grupos principales:

reacciones de Fase I: implican la oxidación, reducción o hidrólisis de la sustancia tóxica.

reacciones de Fase II: son reacciones de conjugación o síntesis que tienen, sobre todo, la finalidad de hacer al tóxico más excretable.

La relación entre ambos tipos de reacción es que la Fase I, generalmente, produce sustancias que pueden sufrir reacciones de Fase II.


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Aunque las principales enfermedades transmitidas por contaminación biológica del agua o relacionadas con ella son generalmente originadas por microorganismos patógenos, especialmente en los países subdesarrollados, con deficiente saneamiento básico, el agua que se consume puede afectar por otras causas la salud del hombre. El hombre puede estar expuesto durante la mayor parte de su vida a niveles bajos de una amplia variedad de sustancias químicas ambientales. Por lo común, el grado de exposición es insuficiente para producir signos manifiestos de toxicidad y por esta razón no es posible, en la mayoría de los casos, establecer claramente las relaciones de causa-efecto. Por otra parte, la exposición simultánea a varias sustancias químicas a través de los diferentes elementos del ambiente, hace más difícil la evaluación del grado de peligrosidad vinculado a una sola de ellas. Cuando un organismo está expuesto a una o más sustancias químicas, la acción continua de éstas puede ser:

independiente: cuando las sustancias producen diferentes efectos o tienen modalidades de acción distinta.

aditiva: cuando la magnitud de un efecto o respuesta producida por dos o más sustancias es numéricamente igual a la suma de los efectos o respuestas que producirían individualmente.

Más que aditiva: en cuyo caso es frecuente hablar de potenciación o sinergismo.

Menos que aditiva: equivalente a inhibición o antagonismo.

20.1.2.4 Pruebas epidemiológicas. Shuval y colaboradores (1986) han examinado rigurosamente todos los estudios epidemiológicos disponibles sobre el uso de aguas residuales en agricultura. A continuación se resumen sus principales conclusiones:

1) El riego de cultivos con aguas residuales sin tratar causa un número excesivo de infecciones por nemátodos intestinales, donde son endémicas, tanto a los consumidores como a los agricultores; los últimos, sobre todo si trabajan descalzos en los campos, pueden contraer las infecciones más intensas, especialmente por anquilostoma.

2) El riego de cultivos con aguas residuales tratadas no causa un número excesivo de infecciones intestinales por nemátodos a los agricultores o consumidores.

3) El cólera y quizá también la fiebre tifoidea pueden transmitirse mediante el riego de verduras con aguas residuales sin tratar.

4) El pastoreo del ganado en praderas regadas con aguas residuales sin tratar puede ocasionar infección con Cysticercus bovis (el estado larval de la Taenia saginata del ganado bovino); el riesgo real de infección humana está mal documentado pero quizá existe.


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5) Son muy limitadas las pruebas que indican que en las comunidades con buenos hábitos de higiene personal, la salud de las personas que viven cerca de los campos regados con aguas residuales sin tratar puede verse adversamente afectada ya sea por contacto directo con el suelo o indirecto con los agricultores.

6) El riego por aspersión con aguas residuales tratadas puede dispersar pequeños números de virus y bacterias excretados en aerosoles, pero no se ha detectado un riesgo real de transmisión de enfermedad por esa vía.

De los estudios epidemiológicos se deduce claramente que cuando se emplean aguas residuales sin tratar para riego de cultivos, los nemátodos y bacterias intestinales constituyen un riesgo grave y los virus, poco o nada (cuadro 20.5). Los riesgos reales causados por protozoarios no se han determinado todavía pues faltan datos epidemiológicos; sin embargo, no se ha demostrado en ningún estudio que el aprovechamiento de aguas residuales cause un mayor riesgo de infección por protozoarios. Cuadro 20.5 Riesgos sanitarios relativos del uso de excretas y aguas residuales sin tratar en agricultura y acuicultura.

Tipo de agente patógeno/infección Frecuencia excesiva de infección o enfermedad Nemátodos intestinales Elevada Ascaris spp Trichuris spp Anquilostoma Bacterias Menor Salmonella Vibrio Shigella Virus Menor Diarreas víricas Hepatitis A Tremátodos y cestodos De elevada a nula, según el método de utilización Esquistosomiasis de excretas y las circunstancias locales. Clonorquiasis Teniasis

Fuente : Shuval, 1996 Feachem y colaboradores (1983) han sugerido que existen tres clases de riesgos potenciales para la salud relacionados con el uso de excretas y aguas residuales en acuicultura:

1) transferencia pasiva de agentes patógenos excretados por los peces y los macrófitos acuáticos cultivados;

2) transmisión de Tremátodos en cuyo ciclo de vida intervienen los peces y los macrófitos acuáticos (principalmente Clonorchis sinensis y Fasciolopsis buski); y

3) transmisión de esquistosomiasis.

Blum y Feachem (1985) también han examinado los estudios epidemiológicos realizados sobre el uso de excretas en acuicultura y descubrieron sólo un estudio en el que se


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habían considerado los riesgos reales que para la salud representa la transferencia pasiva de agentes patógenos excretados, pero los resultados fueron inconcluyentes a causa de la metodología epidemiológica empleada. No encontraron ninguno en el que se abordara la exposición ocupacional conducente a esquistosomiasis. En lo que se refiere a infecciones por Tremátodos, descubrieron que, si bien era importante la fertilización de estanques con excretas en la transmisión de estas enfermedades, también lo era la contaminación fecal de otras masas de agua y estanques locales que no se fertilizaban deliberadamente con excretas. Este no es un resultado imprevisto, ya que el alto grado de proliferación de los Tremátodos en el caracol huésped hace que sólo una ligera y ocasional contaminación del agua de superficie produzca una transmisión relativamente intensa. Las investigaciones epidemiológicas de las enfermedades crónicas, junto a los estudios experimentales de evaluación de los contaminantes químicos, pueden contribuir eficazmente a dar respuesta a estas cuestiones complejas. La epidemiología puede también contribuir a la evaluación de la higiene ambiental, con la consecuente posibilidad de determinar si un agente introducido recientemente constituye un peligro potencial para la salud o puede causar algún efecto nocivo. Toda labor epidemiológica depende de la identificación de las diferencias en el estado de salud entre grupos expuestos a riesgos en el tiempo o en el espacio; por consiguiente, la manera más directa de determinar si un factor sospechoso debe tenerse en cuenta, consiste en examinar los datos básicos de medición buscando recientes tendencias desfavorables para la salud donde esté pesando dicho factor. Algunos contaminantes químicos, se exceden de cierta concentración pueden constituir un riesgo tóxico directo cuando se ingieren con el agua, tal es el caso, por ejemplo, de los nitratos, el arsénico y el plomo. Otros elementos del agua, como los fluoruros, resultan beneficios a la salud, aunque pueden afectarla al variar sus concentraciones en este medio (por exceso o carencia); igual ocurre con otros elementos químicos habituales de la misma. Actualmente, en la literatura internacional se presta especial atención al papel del agua en el desarrollo de las enfermedades crónicas. Se conocen poco, por otra parte, las diversas transformaciones químicas y bioquímicas a que están expuestos los contaminantes en el medio acuoso, cambios que pueden afectar su disponibilidad biológica o toxicidad, o dar origen a productos de degradación o transformación mucho más tóxicos que el contaminante original; mecanismos todos ellos que son indispensables para comprender su repercusión sobre la salud humana. La evaluación cuantitativa de los cambios biológicos causados por las sustancias químicas tiene por objeto establecer relaciones dosis-efecto y dosis-respuesta que revisten gran importancia en los que concierne a la evaluación del riesgo para la salud. Con todo, las limitaciones de extrapolación de los estudios experimentales al hombre hace que sea menester confiar en la información obtenida por métodos clínicos o epidemiológicos. Las técnicas analíticas con que se cuenta en la actualidad hacen posible la evaluación de los niveles de algunos de los contaminantes químicos o de sus metabolitos en la sangre, la orina, el cabello o la saliva. Esta vigilancia biológica, junto con la vigilancia ambiental,


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genera importante información respecto a la exposición del hombre. El estudio del perfil de enzimas plasmáticas y otras variables bioquímicas en el sujeto, constituye otro método valioso para vigilar los efectos de estos compuestos sobre la salud.

20.1.2.5 Determinación del riesgo del uso de aguas residuales para la salud. El conocimiento de los patrones de supervivencia de los agentes patógenos excretados y de la eliminación de microorganismos patógenos durante el tratamiento de aguas residuales permite evaluar hasta cierto punto el riesgo de propagación de enfermedades transmisibles por medio del uso de aguas residuales. Este método acentúa sobre todo los criterios microbiológicos y se basa en la eliminación de microorganismos patógenos para garantizar la ausencia de riesgos potenciales, pero en su aplicación no se tiene en cuenta el concepto epidemiológico de riesgo real o atribuible. Se cree que existe un riesgo potencial, por ejemplo, de que se manifieste una enfermedad, cuando se detectan microorganismos patógenos en las aguas residuales o en los cultivos, aun si no se detectan casos de enfermedad causada por los mismos. Esto ofrece un contraste con el concepto de riesgo epidemiólogo, que se concentra en las posibilidades que tiene una persona de sufrir una enfermedad dada (o un cambio en su estado de salud) en un periodo determinado, a raíz de cierta exposición. El riesgo real es el término popular empleado para indicar el riesgo excesivo, el riesgo atribuible o la diferencia del riesgo. Es la diferencia absoluta entre dos clases de riesgo; en el caso del aprovechamiento de aguas residuales es la diferencia entre el riesgo de enfermedad de la población expuesta y el de la que no está expuesta. Quizá el riesgo potencial no se convierta en riesgo real a causa de varios factores relacionados con la supervivencia de los microorganismos patógenos, la dosis infectiva mínima, la conducta humana y la inmunidad del huésped. Además, una infección particular puede tener otras vías de transmisión en la comunidad, de modo que algunas de las enfermedades observadas quizá no guarden relación con el uso de aguas residuales. Por tanto, la mejor forma de evaluación se basa en el riesgo atribuible o el excesivo, que es una medida del número de enfermedades relacionadas con una vía de transmisión particular en una población y, en este caso, el número de enfermedades relacionadas con el aprovechamiento de las aguas residuales. La determinación del riesgo atribuible implica comparación de dos poblaciones, una expuesta al factor de riesgo de interés (en este caso, el uso de aguas residuales) y la otra no expuesta (la población testigo). Pueden ocurrir algunos casos de la enfermedad objeto de interés en la población testigo o no expuesta como resultado de la transmisión por otras vías (por ejemplo, la diarrea transmitida por el agua de uso doméstico de mala calidad y las infecciones intestinales transmitidas por nemátodos mediante contaminación del medio doméstico). Por tanto, la diferencia que existe entre el riesgo de enfermedad de la población expuesta y el de la población testigo y no sencillamente el número de enfermedades de la población expuesta constituye una medida del riesgo atribuible al uso de aguas residuales. El término riesgo relativo denota la proporción de las estimaciones de riesgo en las poblaciones expuesta y testigo y representa el número de veces que puede ocurrir una enfermedad en el grupo expuesto en comparación con otro. En este caso, proporciona una medida de la importancia relativa del aprovechamiento de aguas residuales como factor de riesgo de la enfermedad en cuestión. Sin embargo, en la práctica quizá resulta más útil evaluar el número real de enfermedades causadas por aprovechamiento de


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aguas residuales, propósito para el cual el riesgo atribuible es el parámetro más conveniente. El riesgo para la salud relacionado con el aprovechamiento de aguas residuales puede ser distinto en diversos subgrupos de la población. En el contexto del reuso de aguas residuales tratadas, los subgrupos más importantes son los consumidores de cultivos regados con aguas residuales (riesgo para el consumidor) y los agricultores expuestos durante sus faenas (riesgo ocupacional). También es importante considerar personas de diversa edad por separado ya que el riesgo para los niños puede ser distinto del que afrontan los adultos. Las medidas de protección de la salud que se deben tomar dependerán de la posibilidad de reducir los riesgos para los consumidores, los riesgos ocupacionales o ambos.

20.1.2.6 Evaluación y manejo de riesgos. En años recientes la necesidad de cuantificar los riesgos a la salud asociados con la exposición de contaminantes ambientales ha generado una nueva metodología interdisciplinaria referida a la Evaluación y Manejo de Riesgos. Esta metodología determina la naturaleza cualitativa del riesgo debido a exposiciones de contaminantes y cuantifica las dimensiones de este riesgo. La evaluación de riesgos se basa en información de investigaciones epidemiológicas, clínicas, toxicológicas y del medio ambiente. El manejo de riesgos se refiere a la selección e implementación de la solución más apropiada basada en los resultados de la evaluación del riesgo, la tecnología de control disponible y de factores económicos, políticos y sociales. El proceso de evaluación de riesgos ha sido categorizado en cuatro pasos:

1. Identificación del riesgo;

2. Determinación de la dosis de respuesta;

3. Evaluación de la exposición;

4. Caracterización del riesgo. La identificación del riesgo determina el modo en que la exposición a un agente causa efectos específicos a la salud. La determinación de la dosis de respuesta describe la relación entre la magnitud de la exposición y la incidencia de enfermedad, para compuestos cancerígenos este procedimiento requiere de extrapolación, a partir de dosis altas para predecir la incidencia de dosis bajas. La determinación de estas dosis se basa en datos de experimentos efectuados con animales y en la conversión de las dosis de animales a dosis de humanos. La evaluación de la exposición a cierto contaminante involucra la determinación de la frecuencia, duración, modo e intensidad de exposición al agente en cuestión.


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La caracterización del riesgo utiliza información proveniente de la determinación de la dosis de respuesta y de la evaluación de exposición para estimar la incidencia de efectos sobre la salud. La mayoría de las evaluaciones de riesgo involucran incertidumbres o errores resultantes de los métodos experimentales utilizados, de una mala interpretación de resultados, de una errónea clasificación de las exposiciones o de datos insuficientes. La aplicación de la evaluación de los riesgos es una función directa de la política del manejo de riesgos de la dependencia reguladora involucrada.

20.1.2.7 Riesgos en plantas de tratamiento de aguas residuales. Una característica común del agua residual es su alta concentración de microorganismos. Debido a la naturaleza de ésta y a los procesos de recolección y de tratamiento, los trabajadores de este tipo de planta están sujetos a una mayor exposición diaria a residuos infecciosos. Las bacterias, los virus, y otros microorganismos causantes de enfermedades se encuentran frecuentemente presentes en aerosoles y brisas alrededor de varias unidades de proceso que presentan turbulencia, tales como el mezclado o aireación, estaciones de bombeo y el área de descarga del efluente. El cuadro 20.6 resume varias enfermedades asociadas con ambientes contaminados con aguas residuales domésticas y en el cuadro 20.7 presenta las rutas de infección más comunes, por las cuales los operadores de plantas de tratamiento llegan a infectarse. Los operadores involucrados en la disposición final de los lodos y encargados del composteo, corren el riesgo de infectarse a través de la inhalación de polvo de residuos infecciosos. Cuadro 20.6 Enfermedades asociadas con ambientes contaminados con aguas residuales municipales.

Enfermedad Microorganismo Modo de Transmisión Disentería Bacilar Shigella spp. Ingestión (c) Cólera Asiática Vibrio cholerae Ingestión (c) Fiebre Tifoidea Salmonella typhi Ingestión (c)

Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis Inhalación (b)

Tétanos Clostridium tetani Contacto con heridas Hepatitis Infecciosa Hepatitis A virus Ingestión (c) Poliomielitis Poliovirus Ingestión (c) Resfriado Común (a) Echovirus Inhalación (b)

Uncinariasis Necator americanus Ancylostoma duodenale Contacto con piel

Histoplasmosis Histoplasma capsulatum Inhalación a El resfriado común es generalmente asociado con varios tipos de Rinhovirus, algunos Coronavirus y diferentes virus desconocidos. b La inhalación se realiza por la boca y la nariz pasando a través de los pulmones y llegando al torrente sanguíneo. c La ingestión es llevada a cabo vía boca o nariz y pasando al estómago e intestino y posteriormente al torrente sanguíneo. Fuente: Therman, (1991).


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Cuadro 20.7 Rutas de infección más comunes en operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales.

• Ingestión Por comer, beber o tragar accidentalmente organismos patógenos (por ejemplo, hepatitis tipo A).

• Inhalación Por respirar aerosoles o la brisa de agua residual que contiene organismos patógenos (por ejemplo, resfriado común).

• Contacto directo Los organismos patógenos entran al cuerpo vía cutánea por heridas mal protegidas (por ejemplo, tétano).

Fuente: Therman, (1991).

20.1.2.8 Métodos para prevenir la infección por organismos patógenos en plantas de tratamiento.

La aplicación de prácticas adecuadas de higiene y sanidad, en la operación de plantas de tratamiento, puede reducir significativamente los riesgos a la salud derivadas del manejo de agua residual a los operadores. La higiene personal es la piedra angular en la aplicación de las buenas prácticas de sanidad, por lo cual las personas y operadores encargadas del manejo de aguas residuales deberán observar las siguientes recomendaciones:

- Lavarse las manos y sanearlas antes de iniciar el trabajo, después de cada ausencia del mismo y en cualquier momento cuando las manos puedan estar sucias y contaminadas.

- Nunca comer, beber o usar productos de tabaco si no han sido saneadas las manos.

- Evitar tocarse la cara, boca, ojos o nariz sin haberse lavado las manos.

- Lavarse las manos inmediatamente después de cualquier contacto con agua residual o lodo.

- Mantener las uñas cortas y limpias.

- Fumar, comer o beber sólo podrá hacerse en áreas preestablecidas de la planta para éste uso, lejos del área de proceso.

- Se prohiben chicles, dulces u otros objetos en la boca durante el trabajo.

- Cortadas o heridas, deberán cubrirse apropiadamente con un material impermeable, antes de entrar al área de proceso.

- Evitar que personas enfermas o con heridas mal protegidas laboren en el área de proceso.

- A todos los visitantes se les recomienda no comer, fumar o masticar durante el tránsito por las diferentes áreas de la planta.

- Se recomienda que las personas que hayan tenido contacto con aerosoles, agua residual o lodos, y que no se hayan lavado adecuadamente las manos, no saluden de mano a otras personas, para evitar posibles infecciones o enfermedades.


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- Usar ropa de protección limpia y adecuada para trabajo.

- Utilizar cubreboca o mascarilla cuando hay presencia de aerosoles.

- Utilizar el equipo de protección adecuado para cada labor realizada en la planta:

Goggles.

Guantes de látex para trabajo ligero.

Guantes de caucho reforzado para actividad pesada.

Botas industriales a prueba de agua.

Casco

- Las personas que trabajen con productos alcalinos o ácidos, deberán usar ropas y gafas protectoras, y ser instruidas cuidadosamente en las técnicas de manipulación.

- Mantener como norma que los empleados se presenten aseados a trabajar.

- Tan pronto como se termine el trabajo cambiarse los uniformes o ropa de trabajo.

En plantas de tratamiento donde hay brisa de agua residual aumenta la posibilidad de inhalar agentes infecciosos. Los operarios deben de protegerse a exposiciones prolongadas de aerosoles en éstas áreas. Es conveniente utilizar cubrebocas y goggles que ayuda a minimizar el contacto de éstos. Las personas encargadas del manejo de aguas residuales deberán realizarse un examen médico antes de tener una actividad asignada. El examen médico deberá efectuarse en otras ocasiones en que esté indicado por razones clínicas o epidemiológicas, y con la periodicidad de un año, como mínimo, para garantizar la salud del operario. Se recomienda disponer de un botiquín de primeros auxilios para atender cualquier emergencia que se presente en la planta y tener prevista información y mecanismos para el traslado urgente de lesionados a un centro de salud. Todas las lesiones deben ser tratadas inmediatamente para prevenir infecciones o enfermedades. Como primer medida de ayuda se debe utilizar agua y jabón para heridas menores. El botiquín de primeros auxilios deberá incluir una variedad de desinfectantes y ungüentos antisépticos, vendajes, gasas estériles, una solución lavaojos estéril, cintas adhesivas, algodón estéril, tijeras y tablillas. Se recomienda que dentro de las zonas de proceso existan instalaciones para lavarse las manos con jabón, agua y desinfectarlas con un preparado conveniente. Deberá haber un medio higiénico apropiado para el secado de las manos (aire o toallas de papel) y un recipiente para la basura. Es conveniente que los grifos no requieran accionamiento manual.


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Se recomienda disponer de regaderas para que los trabajadores al final de la jornada laboral hagan uso de éstas antes de retirarse a sus hogares. Al igual se debe de disponer de vestidores, los cuales deberán contar como mínimo con dos casilleros para cada persona, uno para guardar ropa de uso diario, objetos e implementos de higiene, y otro para guardar la ropa de trabajo y equipo de protección, con la finalidad de minimizar la contaminación. No deberán depositarse ropa ni objetos personales en las zonas de producción. Sería de gran utilidad contar con un centro de lavado en un área específica dentro de la planta, cuya función sea el lavado y secado de las prendas sucias de los operarios, evitando así que la ropa de trabajo sucia se lave en el domicilio del operario. En dado caso que la ropa de trabajo se lave en casa del operador es conveniente separarla de la demás ropa de la familia y utilizar un blanqueador con hipoclorito de sodio. La consideración más importante es el buen uso del sentido común y el ejercicio de las recomendaciones en cualquier parte de la planta.

20.1.3 Criterios de calidad y requerimientos normativos según el destino del agua residual.

Para cada una de las formas de vertido de las aguas residuales y de los usos potenciales, descritos anteriormente, está asociada una determinada calidad del agua. Para cada nivel de calidad también están, por lo tanto, asociados diversos niveles de tratamiento del agua residual. Las directrices y las recomendaciones para el manejo de las aguas residuales, y la normatividad elaborada para el control de la contaminación en materia de agua reflejan los requerimientos para la calidad necesaria del agua residual tratada según su destino y utilización.

20.1.3.1 Directrices y normativa para descargas de aguas residuales a cuerpos receptores.

Los criterios básicos para determinar los parámetros de control de las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores y los límites de las restricciones son: la calidad requerida del agua en los cuerpos receptores de acuerdo a su uso; los diagnósticos de las aguas residuales (concentración y carga); la factibilidad técnica y económica de la tecnología de tratamiento aplicable; el método de disposición; y la capacidad de dilución, autopurificación y acumulación de contaminantes persistentes en los cuerpos receptores. Para el caso de descargas de aguas residuales a cuerpos receptores, además de los niveles de los límites máximos permisibles, que especifican las normas, en muchos países se han definido requerimientos mínimos. En el cuadro 20.8 se presentan los requerimientos mínimos para las descargas de aguas residuales municipales a cuerpos receptores de agua superficiales según U.S. EPA [12,13].


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Cuadro 20.8 Requerimientos mínimos para descargas de aguas residuales municipales a cuerpos receptores según USEPA.

PARÁMETRO PROMEDIO MENSUAL PROMEDIO SEMANALDBO5, mg/l 30 45 SST, mg/l 30 45 pH 6-9 6-9 COLIFORMES FECALES, No./100 ml 200 400

En Alemania, además de las normas de la LAWA, también se han definido requerimientos mínimos para las descargas de aguas residuales tanto domésticas, como industriales a los cuerpos receptores. En estos requerimientos mínimos se establecen por giros industriales los límites de concentración o carga para los diferentes parámetros o grupos de sustancias que no deben excederse. En el cuadro 20.9 se presentan los requerimientos mínimos de los valores de SS, DQO y DBO5 para aguas residuales municipales aplicados en la Comunidad Europea [3]. Los requerimientos están clasificados en tres grupos según la capacidad necesaria de las plantas de tratamiento para procesar el contenido de materia orgánica en las aguas residuales. Cuadro 20.9 Requerimientos mínimos para aguas residuales municipales aplicados en la Comunidad Europea.

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA CAPACIDAD DE LA

PLANTA

SÓLIDOS SEDIMENTABLE

S (SS), ml/l

DEMANDA QUÍMICA DE

OXÍGENO (DQO), mg/l

DEMANDA BIOQUÍMICA DE

OXÍGENO (DBO5), mg/l

Clase 1 60 kg/d de DBO Muestra simple Muestra compuesta a las 2 h Muestra compuesta a las 24 h

0.3 - -

-

180 120

-

45 30

Clase 2 60-600 kg/d de DBO Muestra simple Muestra compuesta a las 2 h Muestra compuesta a las 24 h

0.3 - -

-

160 110

-

35 25

Clase 3 600 kg/d de DBO Muestra simple Muestra compuesta a las 2 h Muestra compuesta a las 24 h

0.3 - -

-

140 100

-

30 20

En México, la calidad necesaria del agua residual tratada para descargas a aguas y bienes nacionales se reglamenta en la NOM-001-ECOL-1996, publicada en el DOF el 6 de enero de 1997. En esta norma se establecen diferentes requerimientos para los principales tipos de cuerpos receptores (ríos, embalses naturales, aguas costeras, suelo y humedales naturales) dividiéndolos en dos o tres categorías (A, B y C) dependiendo de su uso. En el caso de suelo, en la NOM-001-ECOL-1996 se considera solamente el uso en riego agrícola. Para humedales naturales se define también una sola calidad del agua residual. La NOM-001-ECOL-1996 abrogó las 44 NOM anteriores referentes a descargas de aguas residuales municipales e industriales. El punto 1 de las “Especificaciones” de la nueva norma establece que “la concentración de contaminantes básicos, metales pesados y cianuros para las descargas de aguas residuales a aguas y bienes nacionales, no debe exceder el valor


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indicado como límite máximo permisible” (cuadros 20.10 y 20.11) y que “el rango permisible del potencial de hidrógeno (pH) es de 5 a 10 unidades. En los cuadros 20.10 y 20.11 considerando las correcciones publicadas en el DOF el 30 de abril de 1997 en “Aclaraciones a la NOM-001-ECOL-1996”. El punto 2 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 establece que ”para determinar la contaminación por patógenos se tomará como indicador a los coliformes fecales” y que “el límite máximo permisible para las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes nacionales, así como las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola) es de 1,000 y 2,000 NMP/100 ml para el promedio mensual y diario respectivamente”. El punto 3 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 establece que “para determinar la contaminación por parásitos se tomará como indicador los huevos de helminto” y que “el límite máximo permisible para las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola), es de un huevo de helminto por litro para riego no restringido, y de cinco huevos por litro para riego restringido, lo cual se llevará a cabo de acuerdo a la técnica establecida en el anexo 1 de esta Norma”. Por definición “riego no restringido” es “la utilización de agua residual destinada a la actividad de siembra, cultivo y cosecha de productos agrícolas en forma ilimitada como forrajes, granos, frutas, legumbres y verduras”. El término “riego restringido” según la NOM-001-ECOL-1996 es “la utilización de agua residual destinada a la actividad de siembra, cultivo y cosecha de productos agrícolas, excepto legumbres y verduras que se comen crudas”. Los responsables de descargas que tenían establecidas CPD antes de la entrada en vigor de la NOM-001-ECOL-1996, pueden optar por cumplir con los requisitos de esta norma (punto 4 de “Especificaciones”). En el punto 5 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 se establecen fechas de cumplimiento para descargas de aguas municipales, dependiendo del número de habitantes (cuadro 20.12), y para descargas no municipales, dependiendo de la carga contaminante expresada como DBO5 o SST (cuadro 20.13). Como se puede observar el cumplimiento planteado es gradual y progresivo. Las fechas presentadas podrán ser adelantadas por la CNA para algún cuerpo receptor específico, siempre y cuando exista el estudio correspondiente que valide la modificación (punto 6 de “Especificaciones”).


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Cuadro 20.10 Límites máximos permisibles para contaminantes básicos según NOM-001-ECOL-1996 PARÁMETROS RIOS EMBALSES NATURALES Y

ARTIFICIALES AGUAS COSTERAS SUELO HUMEDALES NATURALES

(mg/l, excepto cuando se

especifique)

Uso en riego agrícola (A)

Uso público urbano (B)

Protección de vida acuática

(C)

Uso en riego agrícola (B)

Uso público urbano (C)

Explotación pesquera,

navegación y otros usos (A)

Recreación (B) Estuarios (B) Uso en riego

agrícola (A) (B)

P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. Temperatura, ºC (1) N.A. N.A. 40 40 40 40 40 40 40 40. 40 40 40 40 40 40 N.A. N.A. 40 40 Grasas y Aceites (2) 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 Materia Flotante (3) aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. aus. Sólidos Sedimentables (ml/l) 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 N.A. N.A. 1 2

Sólidos Suspendidos Totales 150 200 75 125 40 60 75 125 40 60 150 200 75 125 75 125 N.A. N.A. 75 125

Demanda Bioquímica de Oxígeno 5 150 200 75 150 30 60 75 150 30 60 150 200 75 150 75 150 N.A. N.A. 75 150

Nitrógeno Total 40 60 40 60 15 25 40 60 15 25 N.A. N.A. N.A. N.A. 15 25 N.A. N.A. N.A. N.A. Fósforo Total 20 30 20 30 5 10 20 30 5 10 N.A. N.A. N.A. N.A. 5 10 N.A. N.A. N.A. N.A.

P.M. - Promedio Mensual; P.D. - Promedio Diario; N.A. - No es aplicable; aus.- ausente. (A), (B), (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos. (1) Instantáneo; (2) Muestra Simple Promedio Ponderado; (3) Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006. Cuadro 20.11 Límites máximos permisibles para metales pesados y cianuros según NOM-001-ECOL-1996

PARÁMETROS (*) RIOS EMBALSES NATURALES Y

ARTIFICIALES AGUAS COSTERAS SUELO HUMEDALES NATURALES

(mg/l)

Uso en riego agrícola (A)

Uso público urbano (B)

Protección de vida

acuática (C) Uso en riego agrícola (B)

Uso público urbano (C)

Explotación pesquera,

navegación y otros usos (A)

Recreación (B)

Estuarios (B)

Uso en riego agrícola (A) (B)

P.M. P.M. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. Arsénico 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 Cadmio 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.05 0.1 0.1 0.2 Cianuros 1.0 3.0 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 3.0 1.0 2.0 2.0 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 2.0 3.0 1.0 2.0 Cobre 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 4.0 6.0 Cromo 1.0 1.5 0.5 1.0 0.5 1.0 1.0 1.5 0.5 1.0 0.5 1.0 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5 1.0 0.5 1.0 Mercurio 0.01 0.02 0.005 0.01 0.005 0.01 0.01 0.02 0.005 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.02 0.005 0.01 0.005 0.01 Níquel 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 Plomo 0.5 1.0 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1.0 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1.0 0.2 0.4 5 10 0.2 0.4 Zinc 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20

(*) Medidos de manera total.


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20-41

Cuadro 20.12 Fechas de cumplimiento de la NOM-001-ECOL-1996 establecidas para las descargas de aguas municipales.

FECHA DE CUMPLIMIENTO A PARTIR DE: RANGO DE POBLACIÓN: 1 de enero de 2000 Mayor de 50,000 habitantes 1 de enero de 2005 de 20,001 a 50,000 habitantes 1 de enero de 2010 de 2,501 a 20,000 habitantes

Cuadro 20.13 Fechas de cumplimiento de la NOM-001-ECOL-1996 establecidas para las descargas de aguas no municipales.

FECHA DE CARGA CONTAMINANTE

CUMPLIMIENTO A PARTIR DE: DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO5), t/d

SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES, t/d

1 de enero de 2000 mayor de 3.0 Mayor de 3.0 1 de enero de 2005 de 1.2 a 3.0 De 1.2 a 3.0 1 de enero de 2010 menor de 1.2 Menor de 1.2

En caso de que actualmente no se cumplan los requerimientos de la NOM-001-ECOL-1996, según el punto 7 de “Especificaciones” de esta norma, se establecen plazos para presentar programas de las acciones u obras a realizar para el control de la calidad del agua de las descargas por parte de los responsables de las descargas. El plazo establecido para descargas a cuerpos receptores tipo B (ríos, uso público urbano) que rebasan 5 veces los LMP de la NOM es de 180 días naturales a partir de su publicación. En los demás casos, los responsables quedan obligados a presentar las programas de acciones u obras en los plazos que se presentan en los cuadros 20.14 y 20.15. Cuadro 20.14 Plazos establecidos para que los responsables de las descargas municipales presenten programas de acciones u obras en caso de que se rebase los LMP que marca la NOM-001-ECOL-1996.

RANGO DE POBLACIÓN FECHA LÍMITEmayor de 50,000 habitantes 30 de junio de 1997

de 20,001 a 50,000 habitantes 31 de diciembre de 1998 de 2,501 a 20,000 habitantes 31 de diciembre de 1999

Cuadro 20.15 Plazos establecidos para que los responsables de las descargas no municipales presenten programas de acciones u obras en caso de que se rebasen los LMP que marca la NOM-001-ECOL-1996.

DBO5 y/o SST, t/d FECHA LÍMITEmayor de 3.0 30 de junio de 1997 de 1.2 a 3.0 31 de diciembre de 1998

menor de 1.2 31 de diciembre de 1999 La NOM-001-ECOL-1996 obliga a los responsables de las descargas realizar el monitoreo de las descargas de aguas residuales para determinar el promedio diario y mensual. La periodicidad de análisis y reportes se indican en el punto 8 de “Especificaciones” (cuadros 20.16 y 20.17).


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20-42

Cuadro 20.16 Frecuencia de muestreos y presentación de reportes para descargas de tipo municipal establecida en la NOM-001-ECOL-1996.

RANGO DE POBLACIÓN FRECUENCIA DE MUESTREO Y ANÁLISIS

FRECUENCIA DE REPORTE

mayor de 50,000 habitantes Mensual Trimestral de 20,001 a 50,000 habitantes Trimestral Semestral de 2,501 a 20,000 habitantes Semestral Anual

Cuadro 20.17 Frecuencia de muestreos y presentación de reportes para descargas de tipo no municipal establecida en la NOM-001-ECOL-1996.

DBO5 t/d

SST t/d

FRECUENCIA DE MUESTREO Y ANÁLISIS

FRECUENCIA DE REPORTE

Mayor de 3.0 mayor de 3.0 Mensual Trimestral de 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.0 Trimestral Semestral

Menor de 1.2 menor de 1.2 Semestral Anual En situaciones que justifiquen un mayor control de las descargas, como protección de fuentes de abastecimiento por consumo humano, emergencias hidroecológicas o procesos productivos fuera de control, la CNA podrá modificar la periodicidad de muestreos y reportes. Los registros del monitoreo deberán mantenerse para su consulta por un período de tres años posteriores a su realización. En el punto 9 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 se establece que el responsable de la descarga estará exento de realizar el análisis de alguno o varios de los parámetros que se señalan en esta norma, cuando demuestre que por las características del proceso productivo o el uso que la da al agua, no genera o concentra los contaminantes a exentar, manifestando ante la CNA, por escrito y bajo protesta de decir verdad. La autoridad podrá verificar la veracidad de lo manifestado por el usuario. En caso de falsedad, el responsable quedará sujeto a lo dispuesto en los ordenamientos legales aplicables. La norma especifica también que en el caso de que el agua de abastecimiento registre alguna concentración promedio mensual de los parámetros referidos en los cuadros 20.3 y 20.4, así como del pH y de los parámetros microbiológicos, la suma de esta concentración al LMP promedio mensual, es el valor que el responsable de la descarga está obligado a cumplir, siempre y cuando lo notifique por escrito a la CNA (punto 10 de “Especificaciones”). El punto 11 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 se refiere al caso de sistemas de drenaje y alcantarillado combinadas, estableciendo que cuando se presentan aguas pluviales en estos sistemas, el responsable de la descarga tiene la obligación de operar su planta de tratamiento y cumplir con los LMP de la NOM, o en su caso con sus CPD y podrá a través de una obra de desvío derivar el caudal excedente. El responsable de la descarga tiene la obligación de reportar a la CNA el caudal derivado. Si como consecuencia de implementar un programa de uso eficiente y/o reciclaje del agua en los procesos productivos, los contaminantes se concentran en la descarga, y debido a esto se rebasan los límites máximos permisibles, el responsable de la descarga debe solicitar ante CNA se analice el caso para que se le fijen CPD.


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20.1.3.2 Directrices y normativa para descargas de aguas residuales al alcantarillado municipal.

Los requerimientos generales para las descargas de efluentes industriales al alcantarillado municipal son:

- los efluentes industriales no deben provocar deterioro estructural del sistema de alcantarillado y las plantas de tratamiento, ni constituir un peligro especialmente para los trabajadores;

- sustancias persistentes que generalmente no se remueven en las plantas de tratamiento municipales, no deben de ser descargadas al alcantarillado municipal si su concentración resultante en el efluente supera los limites máximos permisibles para el cuerpo receptor;

- se deben considerar los posibles efectos de residuos industriales específicos (tóxicos) sobre la eficiencia y la operación de las plantas de tratamiento municipales.

Para lograr lo anterior son necesarias medidas contra pH extremos, corrosión, explosión, formación de depósitos de arena y sólidos, películas de grasas y aceites. Los metales pesados y los contaminantes persistentes y tóxicos deben ser removidos mediante pretratamiento antes de la descarga al alcantarillado municipal. En México, la norma que establecía los limites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado durante el período 1993-1997, fue la NOM-031-ECOL-1993. Debido a “obstáculos de carácter técnico” en su aplicación, ésta fue sometida a análisis por parte del INE, en coordinación con la CNA, con autoridades locales y con los diversos sectores involucrados en su cumplimiento, llegándose a la conclusión de que “era necesario reformular la norma, tomando en consideración puntos de vista socioeconómicos, la infraestructura existente de los sistemas de alcantarillado, la determinación de parámetros prioritarios, el tamaño de poblaciones y la compatibilidad con otras normas en la materia, y que las disposiciones establecidas sean operativas y su cumplimiento sea gradual y progresivo” (DOF, 9 de enero de 1997). El proyecto de la nueva norma, NOM-002-ECOL-1996 fue publicado en el DOF el 9 de enero de 1997 a fin de que los interesados en un plazo de 90 días presenten sus comentarios al Comité Consultivo Nacional de Normalización. Los comentarios fueron analizados y se realizaron algunas modificaciones al proyecto de la norma. La NOM-002-ECOL-1996 quedó finalmente aprobada como norma oficial en la sesión de fecha 9 de diciembre de 1997. Las respuestas a los comentarios se publicaron en el DOF el 3 de abril de 1998, poco más tarde se publicó y la NOM-002-ECOL-1996, el 3 de junio de 1998, desde cuando esta norma entró en vigor y abrogó la anterior NOM-CCA-031-ECOL/1993. En el punto 1 de “Especificaciones” de NOM-002-ECOL-1996 se establecen los límites máximos permisibles para contaminantes de las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal (cuadro 20.18). Para las grasas y aceites es el promedio ponderado en función del caudal, resultante de los análisis practicados a cada una de las muestras simples. Los límites máximos permisibles establecidos en la columna instantáneo, son únicamente valores de referencia, en el caso de que el valor de cualquier análisis exceda el instantáneo, el responsable de la descarga queda obligado a


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presentar a la autoridad competente en el tiempo y forma que establezcan los ordenamientos legales locales, los promedios diario y mensual, así como los resultados de laboratorio de los análisis que los respaldan. Cuadro 20.18 Límites máximos permisibles para contaminantes según NOM-002-ECOL-1996.

PARÁMETROS (mg/l, excepto cuando se especifique otra)

PromedioMensual

Promedio Diario

Instantáneo

Grasas y aceites 50 75 100 Sólidos sedimentables (mililitros por litro) 5 7.5 10 Arsénico total 0.5 0.75 1 Cadmio total 0.5 0.75 1 Cianuro total 1 1.5 2 Cobre total 10 15 20 Cromo hexavalente 0.5 0.75 1 Mercurio total 0.01 0.015 0.02 Níquel total 4 6 8 Plomo total 1 1.5 2 Zinc total 6 9 12

Los puntos 3,4 y 5 de “Especificaciones” se refieren a las restricciones con respecto al pH, la temperatura y la materia flotante:

El rango permisible de pH en las descargas de aguas residuales es de 10 a 5.5 unidades, determinando para cada una de las muestras simples. Las unidades de pH no deberán estar fuera del intervalo permisible, en ninguna de las muestras simples.

El límite máximo permisible de la temperatura es de 40°C, medida en forma

instantánea a cada una de las muestras simples. Se permitirá descargar con temperaturas mayores, siempre y cuando se demuestre a la autoridad competente por medio de un estudio sustentado, que no daña al sistema del mismo.

La materia flotante debe estar ausente en las descargas de aguas

residuales. Este parámetro se determina de acuerdo al método de prueba establecido en la Norma Mexicana NMX-AA-006.

En los puntos 6 y 7 de “Especificaciones” se establece que los límites máximos permisibles para los parámetros de demanda bioquímica de oxígeno y sólidos suspendidos totales, que debe cumplir el responsable de la descarga a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, son los establecidos en la NOM-001-ECOL-1996 (cuadro 20.10) o a las condiciones particulares de descarga que corresponde cumplir a la descarga municipal. El responsable de una descarga que no dé cumplimiento a lo anterior, podrá optar por remover la demanda bioquímica de oxígeno y sólidos suspendidos totales, mediante el tratamiento conjunto de las aguas residuales en la planta municipal, para lo cual deberá de:


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a) Presentar a la autoridad competente un estudio de viabilidad que asegure que no se generará un perjuicio al sistema de alcantarillado urbano o municipal.

b) Sufragar los costos de inversión, cuando así se requiera, así como los de

operación y mantenimiento que le correspondan, de acuerdo con su caudal y carga contaminante de conformidad con los ordenamientos jurídicos locales aplicables.

El punto 8 de “Especificaciones” prohibe descargar o depositar en los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, materiales o residuos considerados peligrosos, conforme a la regulación vigente en la materia. A continuación se establece que la autoridad competente podrá fijar condiciones particulares de descarga a los responsables de las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado, de manera individual o colectiva, donde se especificarán:

- Nuevos límites máximos permisibles de descarga de contaminantes. - Límites máximos permisibles para parámetros adicionales no contemplados en

esta Norma.

Dicha acción deberá estar justificada por medio de un estudio técnicamente sustentado, presentado por la autoridad competente o por los responsables de la descarga. El punto 10 de “Especificaciones se refiere a la frecuencia de muestreo de las descargas. Los valores de los parámetros en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, se obtendrán de análisis de muestras compuestas, que resulten de la mezcla de las muestras simples, tomadas éstas en volúmenes proporcionales al caudal medido en el sitio y en el momento del muestreo (cuadro 20.19). Cuadro 20.19 Frecuencia de muestreo de las descargas al alcantarillado según NOM-002-ECOL-1996.

HORAS POR DIA QUE OPERA EL PROCESO GENERADOR DE LA

DESCARGA

NUMERO DE MUESTRAS

SIMPLES

INTERVALO MAXIMO ENTRE TOMA DE MUESTRAS SIMPLES (HORAS) MÍNIMO MÁXIMO

Menor que 4 De 4 a 8 Mayor que 8 y hasta 12 Mayor que 12 y hasta 18 Mayor que 18 y hasta 24

Mínimo 2 4 4 6 6

- 1 2 2 3

- 2 3 3 4

Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples debe ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma y se determina mediante la siguiente ecuación:

QtQi x VMC VMSi =

Donde: VMSi - volumen de cada una de las muestras simples “i”, litros


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VMC - volumen de la muestra compuesta necesario para realizar la totalidad de los análisis de laboratorio requeridos, litros.

Qi - caudal medido en la descarga en el momento de tomar la muestra simple, litros por segundo.

Qt = ∑ Qi hasta Qn, litros por segundo.

En el caso de que el periodo de operación del proceso o realización de la actividad generadora de la descarga, ésta no se presente en forma continua, el responsable de dicha descarga deberá presentar a consideración de la autoridad competente la información en la que se describa su régimen de operación y el programa de muestreo para la medición de los contaminantes. El cumplimiento de la NOM-002-ECOL-1996 es gradual y progresivo, conforme al rango de población, tomando como referencia el XI Censo General de Población y Vivienda, 1990. En el punto 11 de las “Especificaciones” se establecen las fechas de cumplimiento de los LMP de esta norma (cuadro 20.20). Cuadro 20.20 Fechas de cumplimiento de los LMP que establece la NOM-002-ECOL-1996.

FECHA DE CUMPLIMIENTO A PARTIR DE: RANGO DE POBLACION 1 de enero de 1999 mayor de 50,000 habitantes 1 de enero de 2004 de 20,001 a 50,000 habitantes 1 de enero de 2009 de 2,501 a 20,000 habitantes

Estas fechas de cumplimiento pueden ser modificadas por la autoridad competente, cuando: a) El sistema de alcantarillado urbano o municipal cuente con una o varias plantas de

tratamiento en operación y la o las descargas causen efectos nocivos a la misma, el responsable de la descarga queda obligado a presentar a la autoridad competente, en un plazo no mayor de 180 (ciento ochenta) días a partir de la fecha de publicación de esta Norma, un programa de acciones en el cual se establezca en tiempo y forma el cumplimiento de esta Norma Oficial Mexicana.

b) La autoridad competente, previo a la publicación de esta Norma, haya suscrito

formalmente compromisos financieros y contractuales para construir y operar la o las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales

c) La Comisión Nacional del Agua oficialmente establezca emergencias

hidroecológicas o prioridades en materia de saneamiento, y en consecuencia se modifique la fecha de cumplimiento establecida en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996, referida en el punto 2 de esta Norma, para su descarga correspondiente.

d) Exista previo a la publicación de esta Norma, reglamentación local que establezca

fechas de cumplimiento para los responsables de las descargas a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal.


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Cuando la autoridad competente determine modificar las fechas de cumplimiento, deberá notificarlo a los responsables de las descargas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, conforme a los procedimientos legales locales correspondientes. A continuación, se presentan algunas disposiciones reglamentarias que establece el capítulo de “Especificaciones” de la NOM-002-ECOL-1996:

Los responsables de las descargas tienen la obligación de realizar los análisis técnicos de las descargas de aguas residuales, con la finalidad de determinar el promedio diario o el promedio mensual, analizando los parámetros señalados en el cuadro 20.18. Asimismo, deben conservar sus registros de análisis técnicos por lo menos durante tres años posteriores a la toma de muestras.

El responsable de la descarga podrá quedar exento de realizar el análisis de alguno o

varios de los parámetros que se señalan en esta Norma, cuando se demuestre a la autoridad competente que, por las características del proceso productivo, actividades que desarrolla o el uso que le dé al agua, no genera o concentra los contaminantes a exentar, manifestándolo ante la autoridad competente, por escrito y bajo protesta de decir verdad. La autoridad competente podrá verificar la veracidad de lo manifestado por el responsable. En caso de falsedad, el responsable quedará sujeto a lo dispuesto en los ordenamientos legales aplicables.

El responsable de la descarga, en los términos que lo establezca la legislación local,

queda obligado a informar a la autoridad competente, de cualquier cambio en sus procesos productivos o actividades, cuando con ello modifique la calidad o el volumen del agua residual que le fueron autorizados en el permiso de descarga correspondiente.

El responsable de la descarga de aguas residuales que, como consecuencia de

implantar o haber implantado un programa de uso eficiente y/o reciclaje del agua en sus procesos productivos, concentre los contaminantes en su descarga, y en consecuencia rebase los límites máximos permisibles establecidos en la presente Norma, deberá solicitar ante la autoridad competente se analice su caso particular, a fin de que ésta le fije condiciones particulares de descarga.

En el caso de que el agua de abastecimiento registre alguna concentración promedio

diario o mensual de los parámetros referidos en el cuadro 20.18, la suma de esta concentración al límite máximo permisible correspondiente, es el valor que el responsable de la descarga está obligado a cumplir, siempre y cuando lo demuestre y notifique por escrito a la autoridad competente.

20.1.3.3 Directrices y normativa para reuso del agua en el riego agrícola. Partiendo de los principios básicos para el uso de aguas residuales en el riego agrícola, anteriormente mencionados, se han elaborado los criterios de la calidad necesaria para este tipo de reutilización y recomendaciones respecto al contenido de algunos elementos persistentes y potencialmente tóxicos que podrían penetrar en la cadena alimenticia, al agua subterránea o acumularse en el suelo contaminándolo, salinificándolo o provocando su colmatación.


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La eliminación de los agentes patógenos es el principal objetivo en el aprovechamiento de las aguas residuales para riego agrícola. Las directrices y las normas referentes a este tipo de aprovechamiento establecen un máximo número permisible de bacterias coliformes fecales. Puesto que no existe duda sobre el origen fecal de las aguas residuales, la suposición es que estos microorganismos indicadores fecales se pueden emplear como indicadores de patogenicidad y que existe por lo menos una relación semicuantitativa entre las concentraciones de microorganismos patógenos y las de los indicadores. En la práctica, los coliformes fecales se pueden emplear como indicadores razonablemente fiables de los agentes patógenos bacterianos ya que sus características de supervivencia en el medio ambiente y su índice de eliminación instantánea o paulatina en los procesos de tratamiento son similares. El grupo de “Coliformes Totales” es menos fiable como indicador, pues no todas las coliformes son exclusivamente de origen fecal y, sobre todo, en los climas cálidos la proporción de coliformes no fecales es a menudo muy elevada. Las coliformes fecales son indicadores menos satisfactorios de los virus excretados y tienen uso muy limitado cuando se trata de protozoarios y helmintos, para los cuales no existen indicadores seguros. Por lo general, las directrices o normas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales tratadas que se pretende emplear para riego de cultivos sin restricciones, incluso para cultivo de legumbres y verduras que se consumen crudas, contienen reglas explícitas, indicando máximo número de coliformes, y requisitos mínimos de tratamiento (primario, secundario o terciario), según la clase de cultivo que se debe regar (si es para consumo humano o no). Las normas establecidas en los últimos 50 años han sido, en general, muy estrictas, ya que se han basado en la evaluación teórica de los posibles riesgos que para la salud tiene la supervivencia de agentes patógenos en las aguas residuales, el suelo y los cultivos, más bien que en pruebas epidemiológicas fehacientes del riesgo real. Hasta cierto punto, estas primeras normas se basaron en el concepto de "riesgo nulo", con el fin de lograr un medio antiséptico" o carente de agentes patógenos. En esa época, el método preferido para la eliminación de agentes patógenos, a juzgar por la de coliformes, era el tratamiento biológico secundario seguido por una cloración cuidadosamente controlada. Puesto que esto permite lograr mínimas concentraciones residuales de coliformes, el máximo número permisible de éstas fue también bajo. Por ejemplo, las normas del Departamento de Salud Pública del Estado de California [13] permitían sólo 2.2 de coliformes totales por cada 100 ml (como valor medio) y hasta 23 NMP/100ml en muestras simples. Debido a que no se encontraban pruebas epidemiológicas que justifiquen estos niveles de calidad microbiológica exigida, las restricciones fueron liberadas a un límite máximo de 100 por cada 100 ml, el cual coincidía con las recomendaciones de OMS de los años setentas. A pesar de la existencia de recomendaciones y restricciones normativas para el uso de aguas residuales tratadas en la agricultura, en ocasiones muy estrictas con respecto a la calidad microbiológica, han surgido graves problemas de salud pública por el riego ilegal de verduras para ensaladas y otros cultivos que se consumen crudos, con aguas residuales sin tratar, práctica muy difundida en muchos países en desarrollo. En los años ochentas la OMS, el Banco Mundial, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (Canadá), el Centro Internacional de Referencia sobre evacuación de Desechos (Suiza),


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la USEPA y muchas instituciones académicas de todo el mundo han hecho un gran esfuerzo por establecer una base epidemiológica más racional para las directrices sobre el riego con aguas residuales. Con base en los nuevos estudios se han recomendado criterios menos estrictos en lo que se refiere al contenido de coliformes fecales, pero más estrictos respecto al número de huevos de helmintos que, según se reconoció, constituyen el mayor riesgo real para la salud pública proveniente del riego con aguas residuales en las zonas donde la Helmintiasis es endémica. Las directrices actuales, recomendadas por la PMS se presentan en los cuadros 20.21 [13, 14]. Como se puede observar, se plantea la necesidad de reducir el número de huevos de helmintos (de las especies Ascaris y Trichuris y de anquilostoma) en los efluentes a una concentración de uno o menos por litro. Esto significa que se debe eliminar 99.9% de los huevos de helmintos mediante procesos de tratamiento apropiado en las zonas donde las Helmintiasis son endémicas y presentan riesgos tangibles para la salud. Las directrices no toman en cuenta todos los helmintos y protozoarios de importancia para la salud pública, por ejemplo, no se consideran las especies Ameba ni Giardia. Los nemátodos intestinales estudiados sirven de microorganismos indicadores de todos los agentes patógenos sedimentables, incluyendo los quistes amibianos, suponiéndose que todos los huevos de helmintos y quistes de protozoarios se eliminarán en la misma proporción. Basándose en las pruebas epidemiológicas existentes, se recomienda una directriz sobre la calidad bacteriológica de 1000 coliformes fecales por cada 100 ml para riego sin restricciones de todos los cultivos. Esta concentración se considera técnicamente factible, como se puede ver del cuadro 20.22 [13, 14]. Para la calidad microbiológica de las aguas utilizadas en riego de cultivos que van a ser procesados, y también para las utilizadas en riego de forrajes y praderas no se recomienda ninguna norma específica, sin embargo, se sugiere que para la protección de los agricultores conviene reducir hasta cierto punto la concentración bacteriana en las aguas residuales empleadas para cualquier fin. La extinción paulatina natural de los agentes patógenos sobre el terreno constituye un factor importante de seguridad para reducir los riesgos potenciales para la salud. La inactivación de los agentes patógenos por medio de irradiación con rayos ultravioleta, desecación y depredadores biológicos naturales cuando se emplean efluentes para riego de cultivos y del suelo puede llevar a una reducción suplementaria de 90 a 99% de los agentes patógenos a los pocos días del empleo. Además de este factor, al formular las directrices, se tuvieron en cuenta los estudios efectuados sobre el terreno y en laboratorio que indicaban que era poco o nulo el número de agentes patógenos detectables en los efluentes de aguas residuales con 1000 coliformes fecales por 100 ml (OMS, 1989). Las nuevas directrices sobre calidad bacteriológica son compatibles con la calidad real del agua del río empleada para riego sin restricciones de todos los cultivos en muchos países, sin efectos nocivos conocidos. Los valores de cuadro 20.21 se deben interpretar con cuidado y de ser necesario, modificar según los factores epidemiológicos, socioculturales y ambientales de cada lugar. Se puede justificar mayor precaución donde hay grupos muy expuestos que son más susceptibles a la infección. Por otra parte, algunas veces se puede justificar un cierto grado de flexibilidad, como por ejemplo, en regiones donde los helmintos intestinales no son endémicos, no es necesario eliminar un 99.9% de los helmintos.


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Cuadro 20.21 Directrices recomendadas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales empleadas en agricultura

CATEGORÍA CONDICIONES DE APROVECHAMIENTO

GRUPO EXPUESTO

NEMATODOS INTESTINALES b(No. de huevos por litro)

COLIFORMES FECALES (No.

por 100 mlc) TRATAMIENTOS PARA LOGRAR LA

CALIDAD MICROBIOLÓGICA

A

Riego de cultivos que generalmente se consumen crudos, campos de deporte, parques públicosd

Trabajadores, consumidores, público

<1 <1000d

Serie de lagunas de estabilización diseñadas para alcanzar la calidad microbiológica indicada o un tratamiento equivalente

B

Riego de cultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y árbolese

Trabajadores <1 No se

recomienda ninguna norma

Tiempo de retención en las lagunas de estabilización de 8 a 10 días o una remoción equivalente de helmintos y coliformes fecales

C

Riego local de cultivos de la categoría B cuando ni los trabajadores, ni el público están expuestos

Ninguno No aplicable No aplicable Tratamiento según lo exija la tecnología de riego, como mínimo sedimentación primaria.

a - En casos específicos, se deberían tener en cuenta los factores epidemiológicos, socioculturales y ambientales de cada lugar y modificar las directrices de acuerdo con ello. b - Especies Ascaris y Trichuris y anquilostoma. c - Durante el período de riego. d - Conviene establecer una directriz más estricta (<200 coliformes fecales /100 ml) para prados públicos, como los de los hoteles, con los que el público puede entrar en contacto directo. e - En caso de los árboles frutales, el riego debe cesar dos semanas antes de cosechar la fruta y ésta no se debe recoger del suelo. No es conveniente regar por aspersión. Fuente: Organización Mundial de Salud, Ginebra, 1989.


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Cuadro 20.22 Remoción de microorganismos en diferentes sistemas de tratamiento.

PROCESO DE TRATAMIENTO REMOCIÓN, %

BACTERIA HELMINTOS VIRUS QUISTESedimentación primaria 0-90 0-99 0-90 O-90 Sedimentación primaria auxiliada químicamentea 90-99 90-99.9e 0-90 0-90

Lodos activadosb 0-99 0-99 0-90 0-90 Biofiltraciónb 0-99 0-99 0-90 0-90 Lagunas aereadas 90-99 90-99.9e 90-99 0-90 Zanjas de oxidaciónb 90-99 0-99 90-99 0-90 Desinfecciónc 99-99.9999e 0-90 0-99.99 0-99.9 Lagunas de estabilizaciónd 90-99.9999e 90-99.9e 90-99.99 90-99.99

a - se necesitan más estudios para confirmar la eficiencia, b - incluyendo sedimentación secundaria, c - cloración u ozonación, d - la eficiencia de remoción depende del número de lagunas en serie y otros factores ambientales, e - con un buen diseño y operación apropiada las remociones señaladas son alcanzables. Las directrices y las normatividades de muchos países siguen considerando un nivel de calidad del agua residual tratada para uso agrícola más estricto que el recomendado por la OMS. Las directrices de EUA sugieren para el reuso agrícola de cultivos no procesados (irrigación superficial o por aspersión de cualquier cultivo, incluyendo cultivos que se consumen crudos) una calidad de: pH=6-9, DBO5 < 10 mg/l, Turbiedad < 2 UNT, Coliformes Fecales no detectables, Cloro residual de 1 mg/l. Para lograr esta calidad se recomienda la aplicación de tratamiento secundario (lodos activados, biofiltros, biodiscos o lagunas), filtración y desinfección. La calidad requerida para las aguas residuales de aplicación en riego agrícola de cultivos que se consumen procesados es: pH=6-9, DBO5 < 30 mg/l, SST < 30 mg/l, Coliformes Fecales < 200 No/100 ml (los Coliformes Fecales no deben de exceder 800 No/100 ml en cualquier muestra simple), Cloro Residual de 1 mg/l. Para lograr esta calidad se recomienda tratamiento secundario y desinfección. Se menciona que algunos sistemas lagunares alcanzan la calidad microbiológica requerida y en estos casos no se necesita desinfección [13]. En el cuadro 20.23 se muestra la calidad fisico-química del agua para este reuso. [4, 6, 7, 12, 13, 14, EPA, 1992]. Los tipos y concentraciones de los constituyentes en el agua residual tratada dependen del suministro del agua municipal, el influente de la corriente de agua (doméstica ó con contribuciones industriales), de la cantidad y composición de la infiltración al sistema de colección del agua residual, de los procesos de tratamiento y del tipo de almacenamiento.


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Cuadro 20.23 Criterios recomendados de calidad del agua residual tratada para su reuso en riego agrícola.

PARÁMETROS

LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES, mg/l

OBSERVACIONES USO CONTINUO

USO OCASIONAL

Aluminio 5.00 20.00 En suelos ácidos puede reducir la productividad, en suelos con pH=5.5-8.0 el ion precipita y se elimina la toxicidad.

Arsénico 0.10 2.00 Su toxicidad varía de 0.05 mg/l para el arroz hasta 12 mg/l para el pasto tipo Sudán.

Berilio 0.10 0.50 Su toxicidad varia de 0.05 mg/l para ciertos tipos de frijol hasta 5 mg/l para ciertas coles.

Boro 0.75 2.00 Es esencial para el crecimiento de las plantas, dosis óptimas en un rango de décimas de mg/l. Tóxico a niveles de 1 mg/l para muchas plantas sensibles como los cítricos. Su contenido en las aguas residuales tratadas generalmente es suficiente para corregir deficiencias de Boro en el suelo. Muchos pastos son relativamente tolerantes en el rango de 2.0 a 10 mg/l.

Cadmio 0.01 0.05 Tóxico para nabos, betabeles y frijoles en concentraciones hasta de 0.1 mg/l, se recomienda su control cuidadoso.

Cromo 0.10 1.0 Generalmente no se considera como elemento esencial para el crecimiento de las plantas. Existe poca información con respecto a su toxicidad para las plantas. Se recomienda su control cuidadoso.

Cobalto 0.05 5.0 Tóxico para tomates en concentraciones de 0.1 mg/l Tiende a ser inactivo en suelos neutros o alcalinos.

Cobre 0.2 5.0 Tóxico para numerosas plantas en concentraciones de 0.1 a 1.0 mg/l.

Fluoruro 1.00 15.00 Inactivo en suelos neutros y alcalinos. Fierro 5.00 20.00 No tóxico en suelos airados, pero puede contribuir a la

acidificación de los suelos y a la pérdida de Fósforo y Molibdeno esenciales para las plantas.

Plomo 5.00 10.00 En concentraciones arriba de las recomendadas inhibe el crecimiento de las plantas.

Litio 2.5 2.5

Tolerado por la mayor parte de los cultivos hasta 5 mg/l, excepto cítricos para los cuales se recomiendan concentraciones máximas de 0.075 mg/l. Alta movilidad en el suelo.

Manganeso 0.20 10.00 Tóxico para muchos cultivos en suelos ácidos, en concentraciones de unas décimas a unos mg/l.

Molibdeno 0.01 0.05 Sin ser tóxico a las plantas, en concentraciones excesivas puede ser tóxico para el ganado alimentado con forrajes con exceso de Mo.

Níquel 0.20 2.00 Tóxico para numerosos cultivos en concentraciones de 0.5 a 1.0 mg/l. Su toxicidad se atenúa en suelos neutros o alcalinos.

Selenio 0.02 0.02

Tóxico a las plantas aunque se encuentre en concentraciones bajas y también al ganado alimentado con forrajes cultivados en suelos que contienen Selenio.

Vanadio 0.10 1.00 Tóxico para numerosos cultivos en relativamente bajas concentraciones.



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PARÁMETROS

LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES, mg/l

OBSERVACIONES USO CONTINUO

USO OCASIONAL

Zinc 2.00 10.00

Tóxico para muchas plantas en un amplio ámbito de concentraciones tóxicas para los distintos cultivos. Su toxicidad disminuye en suelos neutros o alcalinos o en suelos orgánicos o de textura fina.

pH 6-9 La mayoría de los efectos del pH sobre las plantas son indirectos, por ejemplo el pH influye en la toxicidad por metales pesados.

RAS < 18 La alta relación de adsorción del Sodio puede provocar problemas con la permeabilidad del suelo.

Sólidos Disueltos Totales 500 - 2,000

SDT < 500 mg/l, no se han observado efectos negativos. Entre 500 y 1,000 mg/l, pueden ser afectadas algunas plantas sensibles. En el rango 1,000 - 2,000 mg/l muchos cultivos pueden ser afectados. Concentración > 2,000 mg/l el agua puede ser utilizada solamente para plantas tolerables.

Cloro Libre Residual < 1 mg/l

Algunas plantas sensibles pueden ser afectadas y a niveles de 0.05 mg/l. En concentraciones mayores que 5 mg/l el Cloro Residual daña a la mayoría de las plantas.

Las condiciones que pueden tener un impacto adverso sobre la calidad del agua tratada son:

- Niveles elevados de sólidos disueltos totales. - Descargas industriales de componentes potencialmente tóxicos dentro del

sistema del alcantarillado municipal. - La infiltración de agua salada dentro del sistema de alcantarillado en

áreas costeras. La salinidad es el parámetro más importante que determina la conveniencia de una agua para su uso en irrigación. La tolerancia de las plantas a la salinidad varia mucho. Los cultivos se deberán escoger cuidadosamente para asegurar que éstos puedan tolerar la salinidad del agua irrigada, y hasta cuando el suelo deberá ser correctamente drenado. El potencial de influencia que el sodio puede tener sobre las propiedades del suelo se indica por la relación de absorción de sodio (RAS), la cual se basa en el efecto del intercambio de sodio sobre la condición física del suelo. La concentración de sodio en el agua relativa a la concentración de calcio y magnesio es expresada como RAS. La influencia de las sales de sodio en el intercambio de la composición del suelo, disminuye la permeabilidad. Esto generalmente ocurre en los primeros centímetros del suelo y está relacionado con un alto contenido de sodio o muy bajo contenido de calcio en el suelo o agua irrigada. El grado o nivel de tratamiento requerido por una instalación para el tratamiento de las aguas residuales varía de acuerdo con la aplicación específica para el reuso y está asociada directamente a la calidad del agua requerida. Los tratamientos más sencillos son los que se realizan con base de procesos de separación sólidos-líquidos y desinfección. Sistemas más complejos de tratamientos en combinaciones en procesos físicos, químicos


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y biológicos que emplean múltiples operaciones para remover contaminantes específicos hasta lograr paso a paso la calidad deseada del efluente. Los elementos traza en agua tratada normalmente se presentan en concentraciones menores que 100 ug/l (Petty Grove y Asano,1985). Algunos son esenciales para plantas y animales pero todos pueden llegar a ser tóxicos a elevadas concentraciones o dosis (Tangi 1990). El cloro residual en concentraciones menores que 1 mg/l usualmente no afecta a las plantas. Sin embargo, algunos cultivos sensibles se pueden dañar a niveles más bajos que 0.05 mg/l. El cloro en concentraciones mayores que 5 mg/l causan daño a la mayoría de las plantas. En México la aplicación del agua residual tratada en riego agrícola es reglamentada actualmente en la norma NOM-001-ECOL-1996, categoría disposición de aguas residuales en suelo para riego agrícola. De los “contaminantes básicos”, para esta categoría de disposición, se establecen restricciones, solamente con respecto a los parámetros Materia Flotante, la cual debe de ser ausente y con respecto a GyA, cuya concentración debe de ser menor de 15 mg/l como P.M. y menor de 20 mg/l, como P.D. (ver cuadro 20.10). Los LMP con respecto a metales pesados y cianuros se presentan en el cuadro 20.11. En el punto 1 de las “Especificaciones” de la norma se establece que “el rango permisible del potencial de hidrógeno (pH) es de 5 a 10 unidades. El punto 2 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 establece que ”para determinar la contaminación por patógenos se tomará como indicador a los coliformes fecales” y que “el límite máximo permisible para las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes nacionales, así como las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola) es de 1,000 y 2,000 NMP/100 ml para el promedio mensual y diario respectivamente”. El punto 3 de “Especificaciones” de la NOM-001-ECOL-1996 establece que “para determinar la contaminación por parásitos se tomará como indicador los huevos de helminto” y que “el límite máximo permisible para las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola), es de un huevo de helminto por litro para riego no restringido, y de cinco huevos por litro para riego restringido, lo cual se llevará a cabo de acuerdo a la técnica establecida en el anexo 1 de esta Norma”. Por definición “riego no restringido” es “la utilización de agua residual destinada a la actividad de siembra, cultivo y cosecha de productos agrícolas en forma ilimitada como forrajes, granos, frutas, legumbres y verduras”. El término “riego restringido” según la NOM-001-ECOL-1996 es “la utilización de agua residual destinada a la actividad de siembra, cultivo y cosecha de productos agrícolas, excepto legumbres y verduras que se comen crudas”.

20.1.3.4 Directrices y normativa para reuso del agua residual tratada en servicios al público (reuso urbano).

Para ser aceptable en el uso recreativo el agua debe cumplir también con una cierta calidad necesaria. Esta debe ser libre de organismos patógenos, no debe contener sustancias que puedan ser tóxicas mediante su ingestión o producir irritación de la piel o los ojos de los seres humanos y también debe ser estéticamente agradable. Existen


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varios parámetros de calidad que se han tomado en cuenta en la propuesta de criterios de calidad para este tipo de uso. Entre ellos sobresalen el número de coliformes y el pH. Con respecto al contenido de coliformes, se han realizado un gran número de estudios [4] que han mostrado un incremento estadísticamente significativo de enfermedades en nadadores que han practicado en aguas con concentraciones de coliformes mayores de 2,300 NMP/100 ml, aunque también se han presentado casos de enfermedades a concentraciones menores. Con respecto a pH, la condición ideal del agua sería que este fuera de 7.4 unidades, el cual corresponde al del fluido lagrimal del ojo, sin embargo, por razones prácticas se ha recomendado un ámbito de 6.5-8.3 y 6.0-9.0, para aguas de baja y alta capacidad amortiguadora, respectivamente. Otros parámetros de interés son la temperatura, la composición química y la claridad del agua. Con respecto a la temperatura, este parámetro se recomienda en el rango de 15-35ºC. Las características químicas del agua para este tipo de uso deben ser tales que ésta no sea tóxica y no produzca irritación de la piel, oídos o membranas mucosas del individuo. Se reconoce que cuando se practica natación se ingieren pequeñas cantidades de agua. Por ello el agua no debe contener compuestos tóxicos al ingerirse. Desde el punto de vista estético es muy importante la claridad del agua, por lo que la turbiedad es un parámetro de control necesario en este tipo de uso, al igual que los nutrientes que podrían causar crecimiento de malezas acuáticas e interferir con la claridad del agua, especialmente el Fósforo y el Nitrógeno. El olor y los sólidos sedimentables que pudieran formar depósitos en el fondo del cuerpo del agua empleado son otras consideraciones estéticas. Con respecto al olor, este puede ser minimizado al producir un efluente bien oxidado que contenga suficiente oxígeno disuelto para que se mantengan condiciones aeróbicas. Para estos fines se necesita reducir el contenido de la materia orgánica a valores menores de 20 mg/l de DBO5. En el caso de los sólidos suspendidos, se puede considerar que éstos no afectan al tener un efluente que no exceda de 20 mg/l de SST. De acuerdo con lo anterior, en el cuadro 20.24 se presentan los criterios propuestos por la OMS para el uso recreativo con contacto directo [4, 5, 7]. La diferencia de este tipo de uso con el uso recreativo sin contacto directo prolongado es exclusivamente el tiempo de contacto del individuo con el agua renovada. En este último caso no se espera que el individuo se sumerja en el agua más que por razones casuística. Este tipo de uso incluye remo, pesca y contacto ocasional derivado de las primeras actividades. En el caso de uso recreativo sin contacto directo prolongado, los criterios de calidad del agua son menos estrictos, reflejando solamente los aspectos estéticos. Es por ello que para definir los objetivos de tratamiento en este caso se consideran ante todo los factores que afectan la calidad estética: materia flotante, sólidos suspendidos y sedimentables, depósitos de lodos formación de lama, crecimientos excesivos de maleza acuática, olor, color, sabor y turbiedad desagradables, grasas, aceites y natas visibles, agentes formadores de espuma, excesiva acidez o alcalinidad que pudieran producir corrosión de botes y muelles. Asimismo, el contenido de bacterias es menos restrictivo, al permitirse valores hasta de 5,000 NMP/100 ml de coliformes totales. Los valores recomendados de los parámetros de calidad del agua para el uso recreativo sin contacto prolongado se resumen en el cuadro 20.24. Cabe mencionar, sin embargo, que en las directrices sobre la calidad del agua para reuso de Estados Unidos no se hace diferencia entre los dos tipos de uso recreativo anteriormente mencionados, y la calidad requerida es igual para ambos. Sin embargo, se introduce otra categoría refiriéndose al uso recreativo en áreas donde el contacto con el


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agua no se permite [13]. Las restricciones con respecto a la calidad necesaria para estos tipos de reuso se presentan en el cuadro 20.25 y como se puede observar, son mucho más estrictas que las recomendadas por la OMS. Entre los usos municipales no potables se encuentran el lavado de calles, lavado de coches y muy principalmente, riego de áreas verdes urbanas. Aunque los céspedes y arbustos son por lo general más resistentes a muchos contaminantes que los cultivos agrícolas, algunos parámetros de calidad del agua para el riego urbano son más restrictivos que para uso agrícola. Esto se debe, principalmente, a consideraciones de peligro potencial a la salud pública, por la presencia de virus y bacterias en los aerosoles que se producen al emplear sistemas de aspersión para el riego urbano. También parámetros como sólidos suspendidos y grasas y aceites se consideran restrictivos en este tipo de uso, ya que es importante prevenir bloqueo en los sistemas de riego. Los criterios de calidad para este tipo de uso [4] especifican también concentraciones límites y para una serie de elementos, tales como Boro, Arsénico, Aluminio, Fluoruros, Cobre, Sulfatos, Cloruros, Zinc, Litio, Plomo, etc. Los límites permisibles para la DBO5, SST y Coliformes Fecales se presentan en el cuadro 20.26. En lo referente al parámetro Salinidad se ha propuesto un máximo de 1,200 mg/l, el cual se considera apto para todo tipo de pastos, sin embargo, se reconoce que existen pastos mucho más resistentes a la salinidad, por lo que el criterio particular se debe de definir para cada tipo de pasto en particular. En las directrices del reuso de Estados Unidos la calidad del agua que se sugiere para este tipo de reuso es exactamente igual a la calidad del agua para uso recreativo con contacto directo, es decir, mucho más estricta que la recomendad por la OMS. Cuadro 20.24 Directrices de OMS para reuso recreativo.

Parámetros Con contacto directo Sin contacto directo prolongadoPatógenos Coliformes Fecales Coliformes Totales Substancias Tóxicas Ausente Ausente pH 7.4 (6-9) 6-9 Olor y Color Ausente Ausente Sólidos Sedimentables Ausente Ausente Materia Flotante Ausente Ausente G y A Ausente Ausente SST <20 <30 DBO5 <20 <30 DQO <30 <60 Ntotal Ausente - Fosfatos 0.2 - Temperatura 15-35 ºC -

Referencias 4, 6, 7, 12.


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Cuadro 20.25 Normativa de EUA para uso recreativo (incluye con y sin contacto directo) y uso recreativo en áreas donde el contacto con el agua no se permite.

Parámetros Con y sin contacto directo Contacto no permitido Patógenos Coliformes Fecales Coliformes Fecales

pH 6-9 6-9 SST - <30 mg/l

DBO5 <10 mg/l <30 mg/l Turbiedad <2 UTN -

Cloro Residual 1 mg/l 1 mg/l

Cuadro 20.26 Directrices de OMS para reusos municipales no potables (lavado de calles y coches, riego de áreas verdes urbanas).

Parámetros Con y sin contacto directoPatógenos Coliformes Fecales

SST <15 mg/l DBO5 <20 mg/l G y A Ausente SDT 1,200 mg/l*

* - puede ser más estricto, dependiendo del pasto. Otros parámetros: F-, SO4

2-, Cl-, Cu, Al, As, Zn, Pl etc. En México la calidad del agua residual tratada para reuso en servicio al público se establece en la NOM-003-ECOL-1997. La NOMO-003-ECOL-1997 es una norma relativamente nueva. El proyecto de esta norma fue publicado en el DOF el 14 de enero de 1998, a fin de que los interesados presentaran sus comentarios, como lo establece la fracción I del artículo 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Los comentarios fueron analizados en el seno del Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Protección Ambiental, realizándose modificaciones procedentes a la norma y el 14 de agosto de 1998, las respuestas y los comentarios fueron publicados en el DOF. Habiéndose cumplido el procedimiento de elaboración de normas oficiales mexicanas, el citado Comité aprobó la NOM-003-ECOL-1997 el 22 de abril de 1998 y esta fue publicada en el DOF el 21 de septiembre de 1998, fecha desde cuando entró en vigor. Dentro de las definiciones de conceptos que maneja esta norma, los relacionados con las formas de reuso son los que a continuación se presentan. Lago artificial recreativo: Vaso de formación artificial alimentado con aguas residuales tratadas con acceso al público para paseos en lancha, prácticas de remo y canotaje donde el usuario no tenga contacto directo con el agua. Lago artificial no recreativo. Vaso de formación artificial alimentado con aguas residuales tratadas que sirve únicamente de ornato, como lagos en campos de golf y parques a los que no tiene acceso el público. Reuso en servicios al público con contacto directo. Es el que se destina a actividades donde el público usuario esté expuesto directamente o en contacto físico. En lo que corresponde a esta NOM se consideran los siguientes reusos: llenado de lagos y canales artificiales recreativos con paseos en lancha, remo, canotaje y esquí; fuentes de ornato, lavado de vehículos, riego de parques y jardines.


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Servicios al público con contacto indirecto u ocasional. Es el que se destina a actividades donde el público en general esté expuesto indirectamente o en contacto físico incidental con ella y que su acceso es restringido, ya sea por barreras físicas o personal de vigilancia. En lo que corresponde a esta NOM se consideran los siguientes reusos: riego de jardines y camellones de autopistas; camellones en avenidas; fuentes de ornato, campos de golf, abastecimiento de hidrantes de sistemas contra incendio, lagos artificiales no recreativos, barreras hidráulicas de seguridad y panteones. En el punto 1 de “Especificaciones” de la NOM-003-ECOL-1997 se presentan los límites máximos permisibles de contaminantes en aguas residuales tratadas destinadas para servicios al público con contacto directo y para servicios con contacto indirecto u ocacional (cuadro 20.27). Cuadro 20.27 Límites máximos permisibles para contaminantes según NOM-003-ECOL-1997.

TIPOS DE REHUSO

PROMEDIO MENSUALColiformes

fecales NMP/100 ml

Huevos deHelminto

(h/l)

Grasas yaceites

m/l DBO5 mg/l SST/mg/l

Servicios al público con contacto directo

240

< 1

15

20

20

Servicios al público con contacto indirecto u ocasional

1,000

< 5

15

30

30

Se establece también que la materia flotante debe estar ausente en el agua residual tratada, y que la determinación de este parámetro se debe de realizar de acuerdo al método de prueba establecido en la Norma Mexicana NMX-AA-006. El control de metales y cianuros en las aguas residuales tratadas reusadas en servicios al público, según el punto 3 de “Especificaciones” de la NOM-003-ECOL-1997, debe realizarse considerando los LMP establecidos en la columna que corresponde a embalses naturales y artificiales con uso en riego agrícola de la NOM-001-ECOL-1996 (Cuadro 20.4). Finalmente la NOM-003-ECOL-1997 reglamenta que las entidades públicas responsables del tratamiento de las aguas residuales que reusen en servicios al público, tienen la obligación de realizar el monitoreo de las aguas tratadas en los términos de la presente Norma Oficial Mexicana y de conservar al menos durante los últimos tres años los registros de la información resultante del muestreo y análisis, al momento en que la información sea requerida por la autoridad competente. Con respecto al muestreo de las aguas tratadas para reuso, se establece que los responsables del tratamiento y reuso de las aguas residuales tratadas, tienen la obligación de realizar los muestreos de acuerdo con la NMX-AA-003. La periodicidad y número de muestras será:

Para los coliformes fecales, materia flotante, demanda bioquímica de oxígeno5, sólidos suspendidos totales y grasa y aceites, al menos 4 (cuatro) muestras simples tomadas en días representativos mensualmente.


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Para los huevos de helminto, al menos dos muestras compuestas tomadas en días

representativos mensualmente.

Para los metales pesados y cianuros, al menos dos muestras simples tomadas en días representativos anualmente.

En el capítulo “Métodos de prueba” de la NOM-003-ECOL-1997, se establece que para determinar coliformes fecales, el responsable del tratamiento y reuso del agua residual podrá realizar los análisis de laboratorio de acuerdo con la NMX-AA-102-1987 (Detección y enumeración de organismos coliformes, organismos coliformes termotolerantes y Escherichia coli presuntiva por el método de filtración en membrana), siempre y cuando demuestre a la autoridad competente que los resultados de las pruebas guardan una estrecha correlación o son equivalentes a los obtenidos mediante el método de tubos múltiples que se establece en la NMX-AA-42-1987. El responsable del tratamiento y reuso del agua residual, puede solicitar a la Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca, la aprobación de métodos de prueba alternos. En caso de aprobarse, éstos pueden ser aplicados por otros responsables en situaciones similares. Para la determinación de huevos de helminto se deben aplicar las técnicas de análisis que se señalan en el anexo de esta Norma. Comparando la NOM-003-ECOL-1997 con las directrices de OMS con respecto a la calidad del agua tratada para reuso recreativo, se observa que en la categoría “con contacto directo”, las restricciones de la NOM con respecto a coliformes fecales, DBO5 y SST son similares a los planteados por la OMS para reuso recreativo, sin embargo la NOM permite hasta 15 mg/l de GyA, mientras que las directrices marcan la necesidad de remover completamente las grasas y aceites, la NOM no considera los parámetros pH y Temperatura, ni Nitrógeno y Fósforo, ni Olor y Color que sí están incluidos en las recomendaciones de OMS. Además, para reuso municipal no potable, con o sin contacto directo, las recomendaciones de la OMS indican una calidad más estricta, mientras que la NOM no hace la diferencia entre reuso recreativo con contacto directo y reuso municipal con contacto directo. 20.1.3.5 Directrices y normativa para reuso del agua residual para recarga de

acuíferos. Otro uso importante de las aguas residuales tratadas es la recarga de acuíferos. Para la recarga de acuíferos por infiltración superficial, una referencia útil, es la norma de calidad mínima que debe cumplir una fuente superficial de suministro para agua potable ya que de cumplirse con esta norma, la posible contaminación por la infiltración de aguas renovadas no será mayor que la que naturalmente ya haya ocurrido. Otro criterio comúnmente aplicado es que la calidad del agua al infiltrase en el acuífero debe tener al menos la misma calidad a la del agua en el acuífero. Dependiendo del uso del acuífero, se han elaborado criterios de calidad específicos para casos concretos de aplicación de recarga. En la recarga por inyección directa el agua llega a los acuíferos con la misma calidad con que sale de la planta de tratamiento. Es por ello que para la aplicación de este método se requiere de una calidad del agua más alta que en la aplicación de la infiltración superficial, la cual en todo caso dependería del uso del agua subterránea. En la práctica


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generalmente se ha seguido el criterio de que el agua inyectada debe tener una calidad mínima igual a la del agua del acuífero. Cuando el agua subterránea se emplea en el suministro de agua potable, los criterios de calidad para el agua de recarga se relacionan con el cumplimiento de los estándares para un agua potable. En el caso de recarga por infiltración superficial, se sugiere que el agua tratada utilizada debe tener una calidad suficiente para permitir que después de su infiltración se cumplieran los requerimientos para uso potable. También es aplicable el criterio que la calidad del agua a infiltrar debe ser al menos la misma a la del acuífero en donde se dispondrá dicha agua. Si se utiliza el método de inyección directa hay dos posibles criterios que se han seguido: primero, que la calidad del agua debe ser igual a la del agua potable y segundo, que el agua inyectada debe tener una calidad mínima igual a la del agua del acuífero. Esta última opción, sin embargo, deberá considerar también la presencia de trazas de contaminantes que pueden estar presentes en el agua residual y que normalmente no son monitoreados en el agua subterránea. Las directrices de reuso de Estados Unidos, para el caso de infiltración directa de agua residual tratada a acuíferos de uso potable, además de marcar que el agua usada para este fin debe tener calidad concorde con los estándares de agua potable, también especifica límites para varios parámetros: pH=6.5-8.5, Turbiedad < 2 UTN, Coliformes Fecales no detectables y Cloro Residual de 1 mg/l. Cuando se aplica infiltración superficial para la recarga de acuíferos de uso potable, las directrices mencionan la necesidad de obtener una calidad del agua infiltrada igual a la de agua potable. Para recarga de acuíferos de uso no potable, se especifica que la calidad necesaria depende del uso y del lugar en forma concreta. El uso de agua para fines potables se considera el más alto nivel de reuso que se puede alcanzar, aunque existen otros usos industriales específicos que requieren de una calidad más estricta en muchos aspectos. El reuso potable directo de aguas residuales tratadas, como ya se mencionó anteriormente, es una opción que debe ser estudiada exhaustivamente antes de ponerse en práctica. Los criterios mínimos de calidad que deberá cumplir el agua para este tipo de reuso serán, obviamente, los criterios vigentes de agua potable. Pero aún el cumplimiento de estos criterios, por si mismo, no garantiza la potabilidad del agua, pues hay que recordar que los criterios de agua potable no han sido pensados para la eventualidad de reusar en forma directa aguas residuales tratadas y no controlan contaminantes específicos de origen industrial que pueden estar presentes en el agua residual y persistir en el agua tratada después de todos los procesos de tratamiento aplicados. En México todavía no existe una norma específica referente a este tipo de reuso.

20.1.3.6 Directrices y normativa para reuso del agua en la industria. El uso de agua tratada para fines de enfriamiento es el mayor de los usos industriales del agua residual tratada en México. El agua de enfriamiento es empleada para la condensación de vapor de agua, para enfriar productos o agua caliente que es retornada al sistema que la aprovechó. En el caso de enfriamiento de un sólo paso, el agua se utiliza una sola vez y posteriormente se descarga a su fuente de captación o a otro sistema, como el drenaje. Los criterios de calidad del agua para enfriamiento de un solo


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paso se basan en la necesidad de evitar el bloqueo del equipo con sólidos, la corrosión y la formación de películas bacterianas. En el cuadro 20.28 se presentan los criterios de calidad recomendados para este tipo de uso. En muchas ocasiones, a pesar del cumplimiento de esta calidad, se necesita agregar productos inhibidores de corrosión y de crecimiento biológico. La calidad recomendada para el agua de enfriamiento de un sólo paso exige el previo tratamiento de las aguas residuales municipales si éstas se van a utilizar para tal fin. En vista de los grandes volúmenes de agua que se necesitan para el enfriamiento de un sólo paso, la modificación de la calidad del agua es frecuentemente antieconómica, por lo que, generalmente se buscan fuentes de aguas naturales o se aplican sistemas de enfriamiento con recirculación. La recirculación de las aguas de enfriamiento permite reducir substancialmente los volúmenes de agua necesarios. Sin embargo, los criterios de la calidad del agua utilizada en este caso son mucho más estrictos. En el proceso de recirculación aumenta la concentración de los contaminantes, debido a la evaporación que ocurre en el sistema. Lo que hace que regularmente un volumen determinado de agua sea purgado y sustituido por agua fresca. El tratamiento necesario se aplica al agua que sustituye a las purgas. Las bases que rigen la determinación de los criterios de calidad del agua renovada para este tipo de reuso son las siguientes: no deben formarse depósitos en la superficie intercambiadora de calor; se debe evitar la corrosión, la formación de películas bacterianas, el deterioro de la madera que integra las torres de enfriamiento; se debe minimizar la formación de espuma. De acuerdo a lo anterior, se han establecido los criterios de calidad del agua para este tipo de reuso (cuadro 20.28). Otra aplicación de aguas renovadas es para la alimentación de las calderas. Se puede decir que el agua para alimentación de todo tipo de calderas, debe estar libre de material suspendido y con bajo contenido de oxígeno disuelto. Entre los parámetros de calidad del agua para este tipo de uso, los que se consideran más importantes son: sólidos disueltos y suspendidos, dureza, fierro, cobre, sílice y aceites. Los requerimientos de calidad del agua se vuelven más estrictos en cuanto más alta sea la presión de operación de la caldera, con objeto de prevenir la formación de depósitos y fallas en los componentes de la misma. En la cuadro 20.28 se presenta los criterios de calidad del agua para calderas a baja presión. En todas las aplicaciones del agua en procesos de intercambio de calor se restringe el contenido de materia orgánica en ésta. Como fue descrito en el capítulo anterior, el agua residual municipal e industrial puede ser reutilizada también en los procesos de producción. En este caso el agua tratada debe cumplir con los requerimientos específicos de calidad en cada caso concreto. Por ejemplo, para la industria de celulosa y papel, entre los parámetros de mayor relevancia a considerar para el empleo de agua renovada, se encuentran: dureza, alcalinidad, turbiedad, color, fierro, sólidos suspendidos, manganeso, algas y bacterias. La dureza en exceso interfiere con las operaciones de lavado, precipitación de carbonato de calcio. El control de pH y gases disueltos es necesario para evitar problemas de corrosión en los equipos. El color puede producir efectos adversos en la brillantez del papel y es particularmente dañino cuando se produce papel blanco o teñido de alta calidad. Los sólidos suspendidos y la turbiedad afectan directamente el brillo y propician el crecimiento de lama, la que provoca problemas de operación de las máquinas. Los criterios de calidad presentados en el cuadro 20.29 [4] son los aceptados por la mayoría de las plantas


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productoras de celulosa y papel en los Estados Unidos y corresponden al rango de calidad necesario para la producción de papel mediante los procesos de soda y sulfitos. Cuadro 20.28 Criterios de calidad del agua para uso industrial en los procesos de enfriamiento y calentamientoa.

PARÁMETRO

CRITERIO DE CALIDAD (Concentración en mg/l)

ENFRIAMIENTO CALENTAMIENTO EN CALDERAS A BAJA

DE UN SOLO PASO

CON RECIRCULACIÓN PRESIÓN de 0-150 lb/pulg2

Alcalinidad 500 350 350 Aluminio b 0.1 5 Bicarbonatos 600 24 170 Calcio 200 50 b DQO 75 75 5 Cloruros 600 500 b Dureza 850 650 350 Fierro 0.5 0.5 1 Manganeso 0.5 0.5 0.3 Fierro+Manganeso 0.5 - 0.3 Magnesio b b b Nitrógeno Amoniacal NH3-N b b 0.1 Grasas y Aceites No flotante No flotante No flotante Oxígeno Disuelto Aeróbico b 2.5 pH 5.0-8.3 b 7-10 SAAM b 1 1 Sílice 50 50 30 Sólidos Suspendidos - 100 10 Sólidos Disueltos 1000 500-800 700 Sulfatos 680 200 b Temperatura b b b Zinc b B b Cobre b B 0.5

a - referencia 9. b - aceptable como se reciba Cuadro 20.29 Criterios de calidad del agua para uso en los procesos de producción de celulosa y papel.

PARÁMETRO CRITERIO DE CALIDADAlcalinidad, mg/l 75 Dureza de Calcio, mg/l 50 Dureza de Magnesio, mg/l 5 Dureza Total, mg/l 100 Cloruros 75 CO2 libre, mg/l 10 Cloro Residual, mg/l 2 Fierro, mg/l 0.10 Manganeso, mg/l 0.05 Sílice, mg/l 20 Sólidos Disueltos, mg/l 250 Turbiedad, UNT 25


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OObbjjeettiivvooss yy ssiisstteemmaass ddee ttrraattaammiieennttoo ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess ppaarraa ddeessccaarrggaa aa ccuueerrppooss rreecceeppttoorreess.. Actualmente la calidad requerida de las aguas residuales tratadas para su descarga a cuerpos receptores exige la remoción de: Sólidos Suspendidos a niveles de 50-100 mg/l, materia orgánica como DBO5 a niveles de 50-100 mg/l y como DQO a niveles de 100-200 mg/l, Grasas y Aceites a niveles de 10-20 mg/l y surfactantes a niveles de 5 mg/l, dependiendo del tamaño de la población. Esta calidad se puede lograr con tratamientos convencionales constituidos por un tratamiento primario (cribado, desarenación, remoción de grasas y aceites y sedimentación primaria) y tratamiento secundario que en el caso general puede incluir uno de los siguientes sistemas: lodos activados, filtros percoladores, biodiscos rotatorios, aeración extendida, zanjas de oxidación con sus respectivos sedimentadores secundarios. Para poblaciones menores de 80,000 habitantes son técnicamente factibles también los sistemas lagunares: lagunas aireadas, anaerobias o facultativas, seguidas por una sedimentación o filtración lenta. En el caso de lagunas y sistemas de aeración extendida no se necesita sedimentación primaria. Son factibles también los reactores anaeróbicos, como por ejemplo el de flujo ascendente y lecho suspendido, aunque estos pueden requerir tratamiento adicional. La normatividad no especifica otros parámetros de control, pero en caso de que el uso del agua en el cuerpo receptor o su estado ecológico lo exigiera, se pueden fijar otros parámetros como condiciones particulares de descarga (Nitrógeno, Fósforo, etc.). La norma tampoco especifica calidad microbiológica de los efluentes, pero las autoridades locales generalmente lo exigen. Sin embargo los sistemas de tratamiento generalmente, incluyen también la desinfección.

PPrreettrraattaammiieennttoo ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess iinndduussttrriiaalleess ppaarraa sseerr ddeessccaarrggaaddooss aall aallccaannttaarriillllaaddoo mmuunniicciippaall.. De acuerdo con la NOM-CCA-031-ECOL/93 y los requerimientos generales para las descargas de aguas residuales industriales al alcantarillado municipal, en estas descargas se restringe fundamentalmente el pH, la temperatura, la presencia de sólidos sedimentables, grasas y aceites, sólidos disueltos (Conductividad Eléctrica), SAAM, metales pesados, fluoruros y cianuros, facultándose a las autoridades locales (los municipios) el derecho de fijar otros parámetros y límites más estrictos, si esto es necesario para la protección de los sistemas de tratamiento del agua residual municipal aplicados y para el cumplimento de los criterios de calidad del agua municipal tratada. El cumplimiento de los criterios de calidad establecidos depende fundamentalmente de las características físico-químicas de los efluentes industriales y se deben seleccionar en forma individual para cada industria. Basándonos en los criterios normativos, se puede decir que generalmente el pretratamiento debe incluir equipos de cribado, módulos de neutralización o enfriamiento, en caso de que éstos sean necesarios, módulos de sedimentación o flotación para la remoción de sólidos, grasas y aceites y SAAM. En los casos de descargas que contienen metales pesados, cianuros, fluoruros y sulfuros, se deben aplicar métodos físico-químicos adecuados para la remoción efectiva de estos contaminantes específicos, tales como precipitación y coprecipitación química, oxidación química con oxidantes fuertes, coagulación-floculación - sedimentación o flotación.


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Sustancias volátiles tóxicas y explosivas se deben extraer del efluente antes de descargarlo al alcantarillado municipal. Los efluentes fenólicos se deben tratar por separado en las plantas, en la fuente, aplicando por ejemplo métodos de oxidación química. Las sustancias clasificadas como peligrosas no deben descargarse al drenaje industrial y diluirlas con las aguas residuales de otros usos. El contenido de sólidos disueltos en las aguas residuales industriales es conveniente controlas en la fuente. La aplicación de sistemas especiales para remoción de los sólidos disueltos al flujo total generalmente es antieconómica y se complica aún más cuando en el agua se tienen también altas concentraciones de materia orgánica.

OObbjjeettiivvooss yy nniivveelleess ddeell ttrraattaammiieennttoo ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess ppaarraa ddiiffeerreenntteess ttiippooss ddee rreeuussoo.. Analizando las calidades recomendadas para los diferentes tipos de reusos del agua residual tratada se puede observar que la remoción de materiales gruesos, flotantes y de sólidos suspendidos se requiere en todos los casos de reuso, lo que determina la necesidad de aplicación de tratamiento primario cuyo principal objetivo es precisamente la remoción de estos materiales. El agua después del tratamiento primario contiene todavía relativamente altas concentraciones de materia orgánica y sólidos disueltos. Sus características microbiológicas no coinciden con los requerimientos de calidad sugeridos para la mayoría de los tipos de reuso. Hay dos excepciones, una de las cuales es el riego local de cultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y árboles cuando ni los trabajadores, ni el público están expuestos y la infiltración superficial para recarga de acuíferos de uso no potable. En el primer caso, según las recomendaciones de la OMS (cuadro 20.8) no se necesita la aplicación del control de Coliformes, ni de huevos de helminto. Ya que la presencia de materia orgánica disuelta no constituye un problema para la agricultura y si el agua residual no contiene algunos de los elementos o parámetros, descritos en el cuadro 20.7, en concentraciones mayores que las especificadas, ésta se puede reutilizar directamente después del tratamiento primario. Cabe mencionar que en muchos países se ha tomado en cuenta la sugerencia de la OMS que en todo caso conviene reducir en cierto grado el contenido bacteriológico del agua en cualquier tipo de riego. También en ocasiones se han observado efectos de colmatación y saturación por el alto contenido de materia orgánica, efectos sépticos y antiestéticos y penetración de contaminantes disueltos al acuífero. Por ello en la normatividad se ha introducido la restricción del contenido de materia orgánica a niveles de 30 a 60 mg/l. Esto provoca la necesidad de aplicar otro nivel de tratamiento adicional al tratamiento primario que permitiría reducir en forma parcial o completa materia orgánica, coliformes y huevos de helmintos. Este objetivo adicional se puede lograr con la aplicación de tratamientos secundarios sin desinfección. En México la normatividad fijó como límite para la DBO5 120 mg/l (cuadro 20.10), lo que significa que, en el caso general, una sedimentación primaria no es suficiente para reutilizar el agua residual en el riego agrícola. Las directrices para reuso de aguas residuales en Estados Unidos fijan como calidad necesaria para el caso de riego de áreas donde el acceso del público está prohibido, valores de 30 mg/l para los SST y DBO5 y también 200 NMP/100 ml de Coliformes Fecales [13], calidad igual que la reglamentada para el riego de cultivos que se consumen procesados. Tal restricción implica la necesidad de aplicar desinfección después de un tratamiento biológico completo para lograr la calidad microbiológica sugerida.


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Para el riego de cultivos que se consumen procesados, forrajeros, praderas y árboles, donde están expuestos solamente los trabajadores, según las recomendaciones de la OMS se necesita reducir solamente el contenido de huevos de helmintos y no se especifica ninguna norma para los coliformes fecales. Se sugieren sistemas de lagunas de estabilización con tiempo de retención de 8 a 10 días o una remoción equivalente de Coliformes Fecales. Las lagunas de estabilización, como se puede ver del cuadro 20.9, permiten lograr una alta calidad microbiológica y a la vez obtener la remoción de huevos de helmintos necesaria sin necesidad de desinfección adicional. Los otros tipos de tratamiento secundario (cuadro 20.9), tienen menor potencial para lograr una calidad microbiológica equivalente, por lo que su aplicación puede necesitar de una desinfección adicional. Las lagunas de estabilización no exigen la aplicación de sedimentación primaria, por lo que después de un pretratamiento el agua residual puede ser introducida directamente al sistema lagunar. Estos sistemas pueden también remover materia orgánica a niveles suficientes para cumplir con la restricción de la NOM-CCA-032-ECOL/93. Algunos sistemas de riego pueden introducir la necesidad de aplicar una remoción adicional de sólidos suspendidos después del tratamiento biológico, más en el caso de lagunas, donde frecuentemente es necesaria la remoción adicional de las algas del efluente. Esto se puede efectuar mediante sedimentación o filtración. Otro sistema que puede ser aplicado para lograr los criterios de calidad para riego agrícola de cultivos que se consumen procesados, el riego de praderas, forrajeros y árboles, es el la sedimentación primaria auxiliada químicamente. Este proceso tiene un alto potencial en la remoción de huevos de helmintos. Para asegurar la remoción de huevos de helminto hasta el nivel sugerido se puede adicionar un proceso de filtración. La capacidad de reducción de bacterias en este sistema, todavía necesita comprobación, pero ya que los criterios de calidad para riego de cultivos de consumo en forma procesada, forrajeros y árboles no especifican una norma para el contenido de Coliformes Fecales, esta tecnología es técnicamente factible. Para riego de cultivos que generalmente se consumen crudos, campos de deporte, parques públicos, casos en el cual están expuestos a riesgo tanto los trabajadores, como los consumidores y el público, La OMS recomienda un límite máximo permisible para los huevos de helmintos en el agua de 1 huevo y para los Coliformes Fecales de 1000 NMP/100 ml. Como tratamiento recomendado se señala una serie de lagunas de estabilización diseñadas para alcanzar la calidad microbiológica indicada o un tratamiento equivalente, que puede ser un tratamiento convencional primario, secundario y desinfección. En este caso de acuerdo con las directrices de reuso de Estados Unidos se exige remoción de turbiedad a niveles de 2 UNT y Coliformes Fecales no detectables en el agua, por lo que después del sistema de tratamiento se necesita aplicar una filtración y después desinfección. El reuso de las aguas residuales tratadas en los procesos de intercambio de calor en la industria requiere también de tratamiento secundario ya que los criterios de calidad establecen la necesidad de remover la materia orgánica (cuadro 20.12). Además para este uso se necesita remover Dureza y Salinidad, para lo cual se aplican procesos terciarios, tales como filtración, adsorción con carbón activado, intercambio iónico, ósmosis inversa. Debido que la calidad exigida para el uso del agua en los procesos de enfriamiento es menor, para estos fines en el nivel del tratamiento terciario se pueden hacer algunas simplificaciones dependiendo, sobre todo, de las concentraciones de la


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Dureza y los Sólidos Disueltos que se presentan en el agua residual después del tratamiento biológico. Los objetivos de tratamiento del agua residual para su reutilización en procesos de producción específicos dependen de los requerimientos de calidad específicos para cada proceso. Para el caso del uso de aguas residuales municipales en los procesos de producción, generalmente se requiere de tratamientos primarios y secundarios con desinfección. En casos específicos pueden ser necesarios y tratamientos terciarios. Para el uso recreativo con contacto directo prolongado el agua residual tratada, además de ser libre de materia flotante, sólidos suspendidos y sedimentables, grasas, aceites y natas visibles, agentes formadores de espuma, materia orgánica, excesiva acidez o alcalinidad, turbiedad, olor, color y sabor desagradables, también debe ser bacteriológicamente segura. Para lograr estos objetivos además de los tratamientos primarios y secundarios, es necesaria una filtración y desinfección. En ocasiones puede ser necesario algún tratamiento avanzado para remover el Nitrógeno y el Fósforo. De los tratamientos biológicos son preferibles los aerobios, que permitan lograr mayores eficiencias de remoción de materia orgánica. Para los usos recreativos sin contacto directo prolongado se requiere de menor calidad tanto en contenido de la materia orgánica como en el contenido de coliformes. En tanto que generalmente un tratamiento primario y secundario de las aguas residuales es suficiente, en casos se puede requerir de una desinfección adicional. Como ya se mencionó, en Estados Unidos se exige un tratamiento terciario y desinfección para ambas categorías, y se permite el nivel secundario con desinfección solamente en caso de uso recreativo en áreas donde no se permite contacto directo con el agua. Ya que los criterios de calidad de las aguas residuales tratadas empleadas para riego de áreas verdes, lavado de calles y otros usos urbanos son similares con los del agua para uso recreativo con contacto directo, los niveles de tratamiento aplicables son los mismos. El caso de uso de agua residual para recarga de acuíferos que no se utilizan para potabilización es el segundo caso en el cual puede ser suficiente solamente tratamiento primario, pero esto depende de los usos específicos de las aguas infiltradas y del lugar donde se aplica este método. Si la recarga en esta misma categoría de uso no potable del acuífero, es por inyección, se sugiere tratamiento secundario como mínimo y otro adicional si el uso concreto del agua subterránea lo exige. Es enormemente diferente el objetivo del tratamiento si el agua residual tratada se va a utilizar para recarga de acuíferos de uso potable. Cuando se aplica recarga por infiltración, se necesita aplicar tratamiento primario, secundario y desinfección. Pueden ser necesarios también otros tratamientos avanzados. Cuando se aplica el método por inyección, son necesarios tratamiento primario, secundario, filtración y desinfección, y también en algunos casos se requeriría de algún tratamiento avanzado adicional.

EEnn TTeeccnnoollooggííaa.. Para algunos tipos específicos de reuso, donde la calidad que se requiere es muy elevada, por ejemplo, recarga de acuíferos que se considera como un reuso potable, aunque indirecto, es necesario aplicar tratamientos terciarios cuyo costo es elevado sin lugar a dudas (Kenneth, et. al, 1990).


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20.2 MARCO DE REFERENCIA GEOGRÁFICO Y SOCIOECONÓMICO DE LA REGIÓN EN ESTUDIO.

20.2.1 La región en estudio. Ciudad Juárez se distingue por su relativo aislamiento con respecto a otras ciudades mexicanas de similar jerarquía como lo son la ciudad de Chihuahua (a 365 km) y la zona conurbada de Torreón-Leredo-Gómez Palacio (a 838 km). Esta circunstancia es consecuencia de sus medios biofísico y geográfico, así como de su historia, en la que juega un papel importante la vinculación con localidades del suroeste de los Estados Unidos. La relación con la ciudad vecina de El Paso, Texas, es de interdependencia, con un intenso intercambio en lo comercial, social y cultural. A pesar de compartir un mismo territorio, las diferencias entre ambas ciudades son múltiples: socioeconómicas, de infraestructura, de servicios. En demografía, si bien el crecimiento histórico de las dos ciudades es de magnitud importante, en el caso de Ciudad Juárez, ha sido extraordinariamente acelerado. El Paso aumenta su población en un 33.6% entre 1980 y 1990, mientras que Ciudad Juárez lo hizo en un 56%. Juntos promedian un 45.7% de aumento en la década. El censo de 1990 indicó para la Ciudad de Juárez un número de habitantes de 798,499. Según cálculos de la Dirección de Planeación Municipal a 1995 la población fue de 949,256 hab. La población calculada para el año 1999 en el presente estudio (Sección 11) es de 984,435. Se puede decir que la región es eminentemente industrial, desde el punto de vista del personal ocupado. El 33% de las personas de la región trabajan en la industria de manufacturas, aunque en el caso de Ciudad Juárez, este aspecto se acentúa: el 45% de su población económicamente activa trabaja en maquiladoras. En El Paso es muy importante la rama de servicios: mas de un 24% de la población (más de 40% si se incluyen a los trabajadores públicos), mientras que en manufacturas labora un 20%. La región constituye un centro de atracción de inmigrantes de otras regiones del país no solo para quienes buscan un empleo en los Estados Unidos, sino también para quienes se quedan del lado mexicano, ya que Juárez ha sido un polo generador de fuentes de trabajo, gracias al dinámico crecimiento de la actividad maquiladora. Con relación al crecimiento urbano de la región, hay un marcado contraste entre la espontaneidad con que se da este crecimiento en Ciudad Juárez, cuando menos hasta la aparición del primer plan director en 1979, y la organización territorial a la que se sujeta el desarrollo de la Ciudad de El Paso a partir de 1925. El crecimiento explosivo de la población en Ciudad Juárez ha rebasado las posibilidades, tanto de los gobiernos como de los desarrolladores particulares, de financiar y realizar las obras requeridas. El hacinamiento es uno de los aspectos que han ido mejorando en ambos lados de la frontera. Aún así, El Paso promedia 3.3 hab/vivienda, mientras que esta ciudad alcanza 4.23 hab/vivienda. En Ciudad Juárez, los indicadores socioeconómicos muestran números positivos, mientras que aspectos que tienen que ver con la inversión pública y las condiciones


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infraestructurales los muestran negativos, o en el mejor de los casos estancados (Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez). La industrialización, el empleo y el crecimiento social de la población combinados, representan una explosiva demanda de infraestructura y servicios públicos, cuya cobertura y calidad no ha podido mejorar substancialmente en los últimos años. El Plan Estatal de Desarrollo Urbano considera a Ciudad Juárez cabeza de una de las cinco regiones en que se divide el Estado. Las cabeceras de las otras cuatro regiones son las ciudades de Chihuahua, Delicias, Hidalgo del Parral y Cuauhtemoc. El mismo Plan Estatal, desde el punto de vista del sistema urbano, establece que dos ciudades tienen funciones estatales: Chihuahua y Ciudad Juárez, ésta última con la función de apoyar el desarrollo de su propia región y el de la de Nuevo Casas Grandes. Dichos servicios estatales son elementos que inciden en la estructuración de la ciudad. Las proyecciones de población a diversos escenarios, dan la medida del tamaño previsto para la ciudad, de su equipamiento, de los servicios municipales, de la vivienda y de los servicios abiertos. Para mejorar la situación en el ámbito metropolitano es necesario armonizar la serie de variables locales y regionales como lo son: las tendencias de crecimiento de la ciudad, los costos del desarrollo urbano y los recursos disponibles, la localización de los recursos naturales, en particular el agua y el suelo urbanizable; las comunicaciones, la vialidad y el transporte; así como los factores económicos tales como las posibilidades presupuestales, las expectativas de inversión industrial y el capital privado inmobiliario.

20.2.2 Ubicación y medio natural. El municipio de Juárez se localiza en la parte norte del Estado de Chihuahua, en el paralelo 106º29’01’’ de longitud oeste y en 31º44’18’’ de latitud norte, con una altitud sobre el nivel del mar de 1,120 m. Limita al norte y al noroeste con Estados Unidos, al suroriente con el municipio de Guadalupe, al sur con el municipio de Villa Ahumada y al poniente con el municipio de Ascensión. Ciudad Juárez se ubica sobre un sistema de terrazas compuesto por el valle alto con respecto al Río Bravo. El primero presenta pendientes entre 0 y 5% y abarca el centro-oriente de la ciudad, mientras que en el segundo, que comprende la parte centro-oeste, las pendientes varían de 5 a 15%. En la zona sur las pendientes son mínimas. Respecto a la hidrología, el único cuerpo superficial permanente es el Río Bravo, aunque existen otro tipo de cauces como los canales de riego denominados Acequia Madre y Acequia del Pueblo que atraviesan la ciudad y tienen ramales en el área agrícola. En la Sierra de Juárez, los escurrimientos pluviales más importantes los forman los arroyos de El Indio, Víboras y Colorado que se ubican al extremo norponiente y El Jarudo que se localiza al surponiente. Las características físicas imponen límites de crecimiento para la ciudad hacia el norte, poniente y sur. Estos están constituidos por el límite internacional, la Sierra de Juárez y el desierto. El problema principal que presentan los dos últimos se relaciona con la dotación de servicios. Las pendientes pronunciadas de la Sierra hacia el poniente constituyen una


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dificultad mayor para la dotación del agua, mientras que hacia el sur destacan los problemas de drenaje, por la conformación física del terreno y por depresiones del relieve. Las condiciones del medio físico-natural de la Ciudad de Juárez son, por una parte, obstáculo para el desarrollo de la vida urbana debido a la escasez de recursos y, por otra parte, conforman un patrimonio natural único que debe ser apreciado y valorado por la población. El ambiente natural conforma un ecosistema en donde se desarrollan funciones biológicas específicas que deberían estar armonizadas con las actividades humanas, para asegurar así la preservación. En este ecosistema resaltan tres componentes principales: La Sierra de Juárez, el desierto y la vega del Río Bravo. El primero se presenta como un elemento que favorece la recarga de los mantos acuíferos, a través de sus escurrimientos y la contención del crecimiento urbano; el segundo, al igual que el anterior, es asumido como un borde natural de contención del crecimiento urbano, mientras que el tercero adquiere varias apreciaciones dentro del paisaje natural, ya sea como límite internacional, como fuente de riego para cultivos, y como recolector de aguas negras, entre otras. En la zona se cuenta con dos depósitos o mantos de aguas subterráneas: los llamados “Bolsón del Hueco” y “Bolsón de Mesilla”. El primero constituye la fuente única del actual abastecimiento de Ciudad Juárez. La Ciudad de El Paso se provee también de esta fuente en un 30% de sus necesidades (Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez). En la zona poniente de la ciudad, principalmente la que se encuentra localizada en la Sierra de Juárez, se dan escurrimientos de aguas que arrastran cantidades considerables de arena, tierra y materiales pétreos en la temporada de lluvias (julio, agosto y septiembre) y que ponen en peligro la vivienda precaria allí asentada. La zona inundable denominada El Barrial, se localiza al sur del aeropuerto y constituye una cuenca cerrada receptora de las aguas pluviales de un área más de 1000 ha. Este vaso se localiza sobre tierras de escasa o nula permeabilidad, de tal manera que el agua que allí se concentra en épocas de lluvias fuertes, tiende a permanecer largas temporadas y va desapareciendo sólo por efectos de evaporación. El clima de la zona es seco extremoso, y la precipitación media anual de solo 275 mm. La época de lluvias abarca los meses de julio, agosto y septiembre. La temperatura media anual es de 15.2ºC con fluctuaciones entre los 2 y 43ºC. Los suelos de la zona son típicos de zonas áridas. Predominan los grupos de yermosoles háplicos y regosoles calcáreos, que son suelos bajos de materia orgánica y muy permeables. Con fertilización, mejoradores y agua suficiente para su riego, son capaces de dar buenas cosechas. En las zonas anexas al Río Bravo se localizan suelos mixtos de tipo xerosol háplico. Estos contienen una cantidad moderada de materia orgánica y poseen características similares del grupo anterior. La superficie total de la ciudad es de 187.67 km2. La densidad bruta es de 56 hab/hectárea (Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez).


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20.2.3 Industria. Existen en la ciudad más de 300 maquiladoras (Anuario Estadístico INEGI, 1994), principalmente en las ramas automotriz, electrónica, textil, metalmecánica y plásticos. En el área de materiales destaca la industria cementera, productos cerámicos, bloqueras y ladrilleras. También se cuenta con una muy desarrollada industria del mueble ya sea de madera o metálica, así como plantas molduradoras. En la mayoría de estas maquiladoras se utilizan sustancias químicas clasificadas como peligrosas. Además de estos compuestos químicos, muchas plantas generan como consecuencia de sus procesos, una gran variedad de desechos que son considerados peligrosos de acuerdo a la normatividad de SEDESOL. Algunas empresas se mencionan a continuación. Norfluor. Esta compañía fue establecida en la ciudad en el año 1979. Se dedica a la producción de ácido fluorhídrico (HF). Está localizada a 23 km del centro de la ciudad. Tiene una capacidad que varia entre 30 y 60 ton/día. El ácido se utiliza para la producción de gasolina de alto octano, la producción de nuevos clorofluorocarbones, limpieza de metales, producción de focos, etc. En el año 1989, la planta fue totalmente modernizada con la construcción de nuevas instalaciones basadas en un proceso suizo más eficiente y seguro. Gases Industriales. Existen en la ciudad tres importantes distribuidoras de gases industriales: Linde, Infra y Liquid Carbonic, ésta última dedicada sólo a la comercialización de bióxido de carbono. Se manejan, entre otros productos, bióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, argón, acetileno, y en pequeñas cantidades óxido de etileno. Fábricas de pinturas. Existen dos fábricas de pintura relativamente pequeñas en la ciudad. En ambas se manejan cierta cantidad de solventes inflamables tales como el tolueno, nafta, metil-etil-cetona, metanol, etc., así como resinas de vinilo. En el área de alimentos se tienen molinos de trigo, panificadoras, y un gran número de pequeños negocios en el área de comida rápida. La ciudad cuenta con 3 fábricas de hielo importantes y algunas más de menor tamaño. Asimismo, se tienen cuatro embotelladoras grandes, dos de ellas situadas en zonas densamente pobladas. Desde el punto de vista Agropecuario aledaño a la ciudad se encuentra el Distrito de Riego del Valle de Juárez donde los principales cultivos son: hortaliza, algodón, trigo y forrajes, destinados éstos últimos básicamente para la alimentación de ganado lechero, el cual representa una de las principales actividades de ésta región ya que se elaboran principalmente leche pasteurizada y derivados lácteos que abastecen a Ciudad Juárez y exportan excedentes al resto del Estado y Sonora; por lo que respecta al resto de los productos agrícolas se cuenta con plantas despepitadoras, rastros, empacadoras de carne, fábricas de alimentos balanceados y enlatadoras de chile. La industria está ubicada en cinco modalidades:

1.Parques o fraccionamientos industriales P.I. Aeropuerto


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P.I. Juárez P.I. Fuentes P.I. Magnaplex P.I. Los Aztecas P.I. Gema I P.I. Gema II P.I. Bermúdez P.I. Omega P.I. Fernández P.I. Río Bravo P.I. Zaragoza P.I. Panamericano Corredor Industrial Km 5 P.I. Géminis Centro Industrial Juárez P.I. Independencia P.I. Salvarcar P.I. Las Américas P.I Intermex

2. Pequeñas agrupaciones de industrias que se localizan en diversas partes de la

ciudad Al norte del Parque Altavista Al poniente de Ciudad Satélite Al norte de la Av. Jilotepec y sur de la Zona de Integración Ecológica En el cruce de Av. de las Torres y Bvd. Zaragoza Terrasas del Valle

3. Industria dispersa en zonas habitacionales

Estas se encuentran en varias zonas de la ciudad mezcladas con el uso habitacional, pero sin estar regidas por ninguna norma, lo que origina en ocasiones conflictos por inconformidad de uso vecinal.

4. Industria a orillas del área urbana La industria que se localiza en una zona llamada de alto riesgo que se encuentra al poniente y surponiente de la glorieta del km 20. Existe otra muestra, que también forma parte de este tipo de industria, que se localiza a orillas de la Sierra de Juárez. Al no contar con una normatividad precisa, estas industrias ahora se encuentran bordeadas indebidamente por vivienda, oficinas y hasta escuelas.

5. Industrias en corredores urbanos

Bvd. Oscar Flores Av. Tecnológico Av. de los Aztecas Av. Insurgentes


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Av. de la Raza Av. López Mateos Paseo Triunfo de la República Carretera Panamericana Waterfill Rayón Eje vial Juan Gabriel Corredor Vicente Guerrero Ramón Rivera Lara Desarrollo industrial AXIAL Desarrollo industrial Las Torres Desarrollo industrial Los Bravos

El área que ocupa la industria en Ciudad Juárez es de 12.09 km2, lo cual representa un 6.44% del área total urbana (Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez).

20.3 Espacios abiertos. Un elemento importante en la calidad de vida de los habitantes de una ciudad lo constituyen las áreas verdes donde la población puede llevar a cabo sus actividades recreativas y deportivas. Se considera área verde aquella que está al aire libre y tiene un carácter público y recreativo. Puede incluir plazas, parques o cuerpos de agua. Ciudad Juárez cuenta con aproximadamente 4.46 km2 de áreas verdes, lo cual representa un 2.38% del total del área urbana. Aún así, se consideran insuficientes de acuerdo con las normas internacionales. En Ciudad Juárez el espacio abierto más relevante es el parque de El Chamizal de 1.8 km2 que se encuentra al norte de la ciudad, bordeando la frontera con Estados Unidos. Este es el principal centro concentrador del equipamiento recreativo y cultural de la población. La ciudad cuenta con 483 parques ubicados en los diferentes fraccionamientos que conforman el área urbana. Existen 32 instalaciones deportivas que cuentan con áreas recreativas, hay 3 albercas, 77 canchas y 5 estadios. En el diagnóstico se observó que Ciudad Juárez cuenta con aproximadamente 4.46 km2

de áreas verdes, lo que representa 4.24 m2/hab. Por tanto, existe un rezago considerable, teniendo en cuenta que la OMS recomienda 16 m2/hab y que las ciudades que se reconocen como ecológicas alcanzan más de 30 m2/hab. Como parte de la estrategia de este Plan Director, se contempla llevar a cabo de manera prioritaria el nuevo Parque Central, ubicado sobre 52.8 ha en los terrenos de la ex-escuela de Agricultura Hermanos Escobar. Algunos espacios verdes también están previstos a mediano y largo plazo, como la construcción de una gran zona verde en el borde del Río, dentro de la Zona de Integración Ecológica y al oriente de la planta de tratamiento de aguas residuales Norte.


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20.3.1 Crecimiento. El acelerado crecimiento histórico de la población en Ciudad Juárez ha sido reflejo del crecimiento industrial ocasionado por la industria maquilladora y el fenómeno de migración. El crecimiento poblacional va acompañado del crecimiento en la demanda de los servicios, entre ellos el de agua potable y alcantarillado. Durante el período 1974-1984 el crecimiento de la ciudad ha sido disperso, caótico radial, en todas direcciones. Esto ha provocado una caída drástica de la densidad de población de 76 hab/ha a 56 hab/ha y un ineficiente aprovechamiento del suelo apto para el desarrollo urbano. La estrategia de crecimiento polinuclear aceptada en el año 1989 tampoco ha dado buenos resultados. La ciudad siguió creciendo en todas las direcciones posibles respondiendo a los mecanismos de oferta y demanda del mercado del suelo, lo cual provocó la proliferación de asentamientos irregulares (mas del 40% de los espacios habitacionales son producto de asentamientos irregulares). Para principios de 1994 se tenían registradas 83 colonias en fase de regularización por parte del Municipio. Esta forma de crecimiento generó una dispersión en el área urbana y un alto costo unitario de urbanización para dotar a zonas de muy bajas densidades. Además, como resultado del crecimiento anárquico, alrededor de 9,150 familias se establecieron en áreas de alto riesgo. El eje ferroviario norte-sur divide la ciudad en dos partes: una parte poniente caracterizada por un crecimiento espontáneo y desordenado que presenta una problemática compleja y una zona oriente que es la parte urbana con mayor organización y que cuenta con vías, servicios y equipamientos, así como de eficientes comunicaciones que permitan su integración con el resto de la ciudad. El suelo es propiedad privada en su mayoría. El gobierno federal, estatal y municipal no poseen grandes superficies. De realizarse el crecimiento de Ciudad Juárez hacia el sur, tomando como eje de su estructura urbana la carretera a Chihuahua, se complicará y encarecerá la solución al problema de eliminación de las aguas pluviales y el de drenaje de aguas residuales. El Plan Director del 1995 estableció inducir el desarrollo urbano en forma esencialmente lineal, paralelo al Río Bravo, estableciendo una relación armónica entre los elementos: naturaleza, hombre y tecnología. El Plan conduce el crecimiento urbano hacia el suroriente. Las cualidades ambientales de la vega del Río Bravo, quedarán protegidas al ir asociándola paulatinamente al crecimiento de la ciudad, conservando determinados espacios abiertos para disfrute de la población. La estrategia del plan establece además la definición de la zona de alto riesgo, la conservación del espacio abierto, cuyo elemento más representativo es el Chamizal y del espacio abierto productivo, el cual se localiza en una franja paralela al río. Asimismo, determina la creación de las zonas de reserva para lograr un desarrollo urbano eficiente. Esta elección presenta las siguientes ventajas: - Crecimiento sobre áreas hospitalarias vecinas al ambiente y microclima del Valle del

Río Bravo. - Crecimiento sobre áreas más económicas y sencillas de adecuar para el desarrollo

urbano.


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- Complementariedad del espacio abierto aportado por la vega del Río con la estructura y dosificación de usos urbanos de toda la ciudad.

- Se evita el conflicto que se genera al crecer en torno a las vías del ferrocarril que han fragmentado la ciudad desde su instalación

- Se logra que el aeropuerto prolongue su vida útil, eficiente y segura al mantenerse en la periferia de la ciudad.

- Contrarrestará el inadecuado, problemático, riesgoso y costoso crecimiento sobre la Sierra de Juárez.

- Permitirá asociarse al desarrollo urbano del El Paso, Texas en forma completa y directa.

- Permite que la ciudad se desarrolle razonablemente más compacta y, con ello, sea más económica y eficiente.

- Evitará que la ciudad crezca hacia Anapra, hacia el poniente de la Sierra de Juárez y en el desierto – sobre la carretera a Casas Grandes y a Chihuahua.

El Plan establece y favorece otros tres rumbos de crecimiento de la ciudad:

A) En forma gradual hacia la Zona de Integración Ecológica; B) Hacia la Zona Sur; C) Internamente, dentro del área urbana ya establecida, mediante acciones de

intensificación y saturación del uso del suelo. La estructura urbana que establece el Plan de Desarrollo Urbano de Ciudad Juárez, versión 1995, es una mezcla de los tipos lineal y polinuclear, modelo al que fácilmente podrá adaptarse el crecimiento actual.

20.3.2 Zonificación. La Zonificación Primaria divide al Centro de la Población en tres grandes áreas (Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez):

- Area urbana - Area de conservación y protección ecológica - Area de reserva para el crecimiento

Area urbana. Incluye todas las zonas construidas y equipadas y todas aquellas áreas construibles o susceptibles de desarrollarse en forma inmediata. Sus regulaciones están indicadas en la zonificación secundaria. Area de conservación y protección ecológica. Esta área se encuentra fuera de los límites del área urbana y del área de reserva y puede incluir las zonas siguientes: agrícola, mineras y extractivas, de riqueza natural, de riesgo, de altos costos de urbanización, de desarrollo restringido y controlado. Area de reserva para el crecimiento. En las zonas denominadas de reserva, se permite el desarrollo de determinada zona siempre y cuando el Municipio considere factible su incorporación al área urbana. Toda zona de reserva deberá ser objeto de un Plan Parcial de Crecimiento de la Zona que deberá aprobarse y publicarse. El área de reserva se constituye en área urbana inmediatamente después de su urbanización, lo que implicará


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una modificación del Plan Director en cuanto a la denominación: uso urbano y uso de reserva. Los terrenos ubicados en ésta zona están destinados a urbanizarse y se convierten en construibles o urbanos, siempre y cuando se considere conveniente dicha modificación. Se trata, por lo tanto, de un área donde no se autorizan, en general, permisos aislados de construcción, ya que no está urbanizada. Su desarrollo estará sujeto a las posibilidades de dotación de infraestructura y equipamiento y al establecimiento de un proyecto urbano. Un promotor público o privado podrá solicitar dicho desarrollo, el cual se evaluará en función de la conveniencia para la ciudad de urbanizar determinada zona. Se han determinado cuatro zonas de reserva para crecimiento:

1. Zona Sur y 2. Lote Bravo.

Estas dos zonas están integradas en un solo documento que constituye un Plan Parcial de Crecimiento, anexo al Plan Director. Lo indicado en sus límites normativos es complementario a este Plan Director y de observancia para sus efectos.

3. La Zona de Integración Ecológica. Esta zona ha sido objeto de varios estudios a través de los años y el Plan Director de 1995, la considera de interés ambiental. Debido a su contexto urbano, y a los cambios previstos en los suministros de agua para usos agrícolas, se suma a las superficies de reserva bajo ciertas condiciones específicas a su situación y a su aptitud territorial. El Plan Parcial de Crecimiento de esta zona constituye otro anexo del Plan Director.

4. Oriente Zaragoza. De esta zona de reserva para crecimiento no se tiene

aún un plan parcial.

20.3.3 Uso del suelo. Los usos predominantes del suelo que propone el Plan Director son los siguientes: habitación, servicios, industria, mixtos y espacios abiertos. En el cuadro 20.30 se presenta los porcentajes de cada uno del área total de la ciudad. Cuadro 20.30 Distribución del suelo según su uso.

Usos del suelo Porcentaje del total 1994, % Porcentaje del total 2015, % Habitacionales 44.84 50 Servicios 5.73 7.5 Industriales 6.44 8.5 Usos mixtos 3.29 6.5 Espacios abiertos 2.38 3.5 Vialidades 25.50 24.0 Baldíos 11.82 - Superficie total de la ciudad 188 km2 272 km2

Fuente: Plan Director de Desarrollo Urbano, Actualización 1995, Gobierno Municipal, Juárez. Para 2015, de acuerdo con la proyección de la población de 1’784,000 hab y el pronóstico del área urbana de 272 km2, la densidad de la población se pronostica de 66 hab/ha. De acuerdo a lo anterior y para lograr el 50% de usos habitacionales en la ciudad, se requiere


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una reserva de 61.72 km2 distribuida sobre la Zona Sur, el Lote Bravo, La Zona de Integración Ecológica, el oriente de Zaragoza y diversas áreas de saturación dentro del área urbana. Para los usos industriales (industria de bajo y alto riesgo), la reserva necesaria será de 13.14 km2, distribuida a lo largo del área urbana por consolidar para el año 2015, además de la Zona sur, el Lote Bravo y el Oriente Zaragoza. Para área de servicios, la reserva necesaria será de 11.50 km2 y para uso mixto, de 13.71 km2.

La reserva necesaria para espacios abiertos es de 6.04 km2. Esta superficie resulta significativa al considerar el hecho de que estará incrementando en más de doble del total que existe actualmente de este tipo de usos, mientras que la expansión del área urbana representará tan solo el 45% más de la actual. Será preciso encontrar mecanismos de adquisición de terrenos para recreación, principalmente para extensiones importantes, que no pueden formar parte de donaciones municipales. En este sentido, la construcción del Parque Central constituye una aportación importante en la construcción de las superficies necesarias para este tipo de usos.

20.4 DIAGNÓSTICO DEL MANEJO DEL AGUA EN LA REGIÓN. El acelerado crecimiento histórico de la población en Ciudad Juárez ha sido reflejo del crecimiento industrial ocasionado por la industria maquilladora y el fenómeno de migración. El crecimiento poblacional va acompañado del crecimiento en la demanda de los servicios, entre ellos el de agua potable y alcantarillado.

20.4.1 Usos y demanda del agua.

20.4.1.1 Consumo de agua para diferentes usos. El organismo operador clasifica los usuarios del agua en cuatro grupos: doméstico, comercial, industrial y público (Sección 11). A continuación se presenta un resumen del consumo registrado por los diferentes usuarios para el año 1999:

Uso Consumo (m3) Uso doméstico 101,560,120 Uso comercial 10,173,119 Uso industrial 9,363,992 Uso público 4,707,198 Total 125,804,429

El mayor de los usos es el doméstico, 80.7% del volumen total. El uso comercial es muy importante en la Ciudad Juárez. En esta categoría está incluido el consumo de la población flotante y el consumo turístico. En 1999, se contaba con 10,553 usuarios registrados. Otro consumidor importante es la industria, con 996 usuarios registrados en 1999. Los servicios públicos de la ciudad también demandan agua potable, no sólo para edificios como lo son escuelas u otros centros educativos e iglesias, sino también edificios públicos y zonas de parques y jardines, las cuales se riegan con agua potable. En 1999 se reportan 1,087 tomas públicas.

Uso del agua para riego de áreas verdes. Con respecto a este uso se tiene la siguiente información: en 1995 el consumo mensual fue de 66,906 m3 para 314 áreas verdes (4.46


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km2), en promedio por área verde es de 213 m3 (15 l/m2/mes); en 1996 de 321 áreas verdes su consumo mensual fue de 44,755 m3, correspondiendo en promedio por área verde a 139.42 m3; para 1997, el número de áreas verdes creció a 334, el consumo mensual fue de 45,424 m3, con un promedio de 136 m3 por área verde (Sección 11). Con base en al área verde específica de 4.24 m2/hab, para el año 1999 se puede calcular un volumen de agua utilizado en riego de 900,000 m3, casi 20% del consumo para el uso público. Esto es un consumo no potable y representa un potencial de reuso de aguas residuales tratadas. Relacionado con este uso cabe mencionar que el consumo específico reportado de agua para riego de áreas verdes es muy bajo considerando el clima semiárido de la región. En el Proyecto para la Conducción de Agua Tratada Generada en la Empresa Ansell-Edmond de México, S.A. de C.V. hacia el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Campus Juárez, 1997, se establece un consumo específico requerido de 4.28 l/m2/día o 128.5 l/m2/mes. Además de las áreas verdes públicas existen áreas verdes en los parques industriales y alrededor de los comercios. Los caudales de agua utilizados para el riego de estas áreas no están contabilizadas en forma individual y se incluyen en uso comercial e industrial. Considerando que solamente 2% del área asignada a industrias y servicios en la ciudad es área verde, para el año 1999 se puede estimar una superficie de 6 km2, para el riego de la cual se usarían 1,080,000 m3 de agua potable. Este volumen también puede ser sustituido por agua no potable. Uso de agua para lavado de calles, lavado de coches, lavado de pisos en industrias. El consumo para este tipo de uso de agua no potable no se tiene contabilizado. Con respecto a lavado de coches se sabe que actualmente existen alrededor de 250 empresas registradas que se dedican a este tipo de servicio y usan agua potable para su actividad. Ambos consumos de agua potable pueden ser sustituidos por agua no potable. Para estimar un caudal designado a lavado de calles para el año 1999 se tomará una superficie de calles igual al 20 % del área de Vialidades para la ciudad, de 10 km2, para cuyo lavado se utilizarían 1,000,000 m3 de agua. Para el lavado de coches el volumen de agua será de 250 empresas x 802 m3/mes x 12 =2,406,000 m3. Para lavado de pisos se puede considerar un volumen igual al 3% del consumo industrial, o 280 000 m3. Uso industrial. El agua se utiliza en la industria como medio de transporte, materia prima, medio de preparación de soluciones, medio para llevar a cabo reacciones químicas, lavado de materia prima, productos, equipos y áreas de producción, para intercambio de calor y en servicios sanitarios. El consumo de agua depende de los procesos productivos y varía mucho hasta en empresas que pertenecen a un mismo giro industrial. La distribución del consumo por los diferentes usos también depende de la especificidad de la actividad productiva. Se sabe, por ejemplo, que en la industria textilera y papelera, hasta 70% del agua se utiliza en los procesos de enfriamiento y calentamiento, por lo cual puede ser reutilizada sin mayores dificultades. Analizando la información proporcionada por La Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Juárez, Registro de Empresas (280 empresas) actualizado al 7 de marzo de 2000, se observa que el uso prioritario del agua en la industria es de:


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- lavado de elementos, de equipo, de componentes metálicos, elementos recubiertos de cobre, piezas de acero, piezas de moldeo, piezas metálicas para gabinete, componentes de máquinas, piezas fosfatadas, filtros, tanques, máquinas de pintado, muebles metálicos, tablillas electrónicas, botellas, textiles, cascara de nuez, componentes eléctricos, enjuague de piezas estañadas y de electrochapeado;

- enfriamiento de máquinas, elementos y piezas metálicas, motores etc.; - remojo de materia prima, ablandamiento de cubiertas de plástico.

En todas estas actividades se puede usar agua no potable, lo cual permite reducir sustancialmente el consumo industrial, o aplicar sistemas de recirculación y reuso interno dentro de las industrias. Para determinar con exactitud el caudal de agua potable y no potable que pueden utilizar las industrias, se requiere de un amplio estudio a nivel local. Con base en el análisis de consumos y el potencial de reuso de empresas establecidas en Ciudad Juárez (“Análisis del potencial de reuso del agua”, JMAS, 1998), se puede hacer la estimación de que más del 50% del consumo total de agua potable en la industria puede ser sustituido por agua no potable. Conclusión: Alrededor del 50% del consumo de agua potable para el uso comercial, industrial y público puede ser sustituido por consumo de agua no potable. Este reuso se puede dar principalmente en los sanitarios de las industrias y edificios públicos de la ciudad.

UUssoo aaggrrííccoollaa ddeell aagguuaa.. El Distrito de Riego No. 09, Valle de Juárez está compuesto por tres unidades con una superficie total de 26,679 ha de las cuales al municipio de Juárez corresponden 6,796 ha, a Guadalupe 7,959, y a Praxedis G. Guerrero 11,924. La tierra bajo riego asciende a 16,000 ha, con un total de 2,876 usuarios, distribuidos entre las tres unidades de riego (Sección 7, cuadro 7.3). La distribución del agua para riego se presenta en la Sección 7 (cuadro 7.4). Se observa que el volumen anual utilizado para riego en 1998 fue de 196 Mm3, de los cuales 74 Mm3 provienen del Río Bravo (de acuerdo con el Tratado Internacional sobre Distribución de Agua de 1906), 73 Mm3 son aguas residuales (2.3 m3/s), 5 Mm3 provienen de pozos de CNA y 44 Mm3 de pozos particulares. Como se puede ver, el riego agrícola ocupa un lugar importante en el consumo de agua en la región. La mayor contribución se aporta del Tratado, seguida por la de las aguas residuales. La contribución de los pozos de la CNA se reduce cada vez más. El agua extraída de estos pozos no es de buena calidad. El consumo del agua en las tres unidades de riego es diferente. Históricamente la mayor parte del agua se consume en la Segunda Unidad, 54% del total de agua para riego utilizada en el Valle de Juárez (cuadro 7.2, sección 7). La Primera Unidad ocupa el 32% y la Tercera Unidad el resto. La mayor parte del agua obtenida del Tratado se suministra a la Primera Unidad y el resto a la Segunda. La Tercera Unidad sólo aprovecha agua negra y filtraciones.

20.4.1.2 Dotación presente. Según el estudio elaborado por BDAN, 1999 “Estudio de Evaluación y Control de Fugas en el Sistema de Distribución de Agua Potable en Ciudad Juárez, SETEC ENGINEERING/AGUAS DE MÉXICO”, el consumo promedio para el año 1999 fue de


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246.3 l/hab/d. Estimaciones realizadas en la sección 11, cuadro 11.14 y 11.15 indican que el consumo es ligeramente mayor, de 287 l/hab/día. Considerando las pérdidas físicas detectadas, de 15.20%, la dotación es de 332 l/hab/día. Siendo la población servida en 1999 de 984,435 hab, del total de 1,203,192 habitantes, se obtiene una cobertura de 81.8% en población servida con red. La dotación se ha determinado por niveles socioeconómicos y es como se presenta (del cuadro 11.20):

Nivel Bajo 270 l/hab/d Nivel Medio Bajo 339 l/hab/d Nivel Medio 386 l/hab/d Nivel Medio Alto 521 l/hab/d

La dotación para el uso comercial es de 88.06 m3/toma/mes, para uso industrial de 802.06 m3/toma/mes y para uso público de 402.30 m3/toma/mes.

20.4.1.3 Estimación de la demanda para el año 2000. La demanda para uso doméstico, según la Sección 11 se resume en el cuadro 20.31. Cuadro 20.31 Demanda para uso doméstico para el año 2000.

Nivel Socioeconómico

No. de Habitantes(hab)

Dotación(l/hab/día)

Q. med. diario (l/s)

Bajo 436,490 270 1,364Medio Bajo 525,932 339 2,064Medio 192,257 386 859Medio Alto 106,852 521 644

Total 1,261,531 4,931 Para el cálculo de la demanda de agua potable en comercios, industrias y servicios públicos, de la misma manera que para la población; se determinó primeramente el porcentaje de crecimiento de las tomas en estos rubros para los dos últimos años; obteniéndose el 30.54% para el comercio, 5.84% para la industria y 14.42% en tomas públicas. Porcentajes que se consideran demasiado elevados en comparación con el crecimiento poblacional de los últimos cinco años el cual tuvo una tasa del 4.85%. Por ello se tomó la decisión de establecer otro criterio para realizar la proyección a futuro de los comercios, industrias y tomas públicas. La base establecida para su determinación fue la población de proyecto, primero se determinó para el año de 1999 el porcentaje de comercios que existían con relación a la población obteniéndose un 1.09177%, en industrias se determino un 0.08355% y en el uso publico el 0.09861% (Sección 11). Tomando como punto de partida la población y afectándola por estos porcentajes, se estimó el crecimiento de los servicios para el actual año (2000). Lo anterior con base en la política de las autoridades, de estimular el crecimiento y dar impulso a otras localidades cercanas a Ciudad Juárez y buscar que la mayor parte de la industria maquiladora se instale en otros polos de desarrollo (ver sección 8). En el cuadro 20.32 se presenta la proyección del crecimiento de estos servicios para el año 2000.


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Cuadro 20.32 Demanda de agua potable para usos distintos al doméstico (año 2000).

Uso

No. de Tomas

Dotación(m3/mes)

Volumen(m3/mes)

Q med. diario (l/s)

Comercial 13,773 104.88 1,444,512 557 Industrial 1,054 945.86 996,936 385 Público 1,244 474.41 590,166 228 Total 16,071 1,170

Como se puede ver la demanda de agua potable para el año 2000 es de 6,101 l/s como gasto medio diario. En el año de 1999 el caudal extraído de captaciones fue de 4,756 l/s como gasto medio diario, lo que nos demuestra que si no se incorporan nuevas fuentes de abastecimiento para suministro de agua potable, para este año se tendrá un déficit de 1,345 l/s, caudal que equivale a dejar sin cobertura de servicio de agua potable a un 22% de la población, con lo cual disminuye el porcentaje de cobertura de un 86.5% a un 78%, por ello es necesario que se dé prioridad a la construcción de la captación Conejos Médanos en la zona de Conejos Médanos al inmediato plazo, y la potabilizadora para el agua del Río Bravo.

20.4.1.4 Pronóstico de la demanda hasta el año 2020. El análisis de oferta y demanda de agua se realizó en la sección 11, capítulo 11.8. Como se menciona en el apartado 11.7, la tendencia de crecimiento de los Comercios, Industrias y tomas Publicas, en todo momento se relacionaron con el crecimiento de la población, ello debido a que están íntimamente relacionadas. Por ello el crecimiento a futuro para comercios se estableció como el 1.09177% de la población para cada año, en el caso de la industria se tomó el 0.08355% del crecimiento poblacional y por último las tomas públicas con un crecimiento de 0.09861% anual con relación a la población. En el cuadro 20.33 se presenta el resultado de la proyección de la población, desagregando el número de habitantes por nivel socioeconómico. Cuadro 20.33 Tendencia de crecimiento de la población.

Población por nivel socioeconómico

Año Total (hab)

Bajo(hab)

Med. Bajo(hab)

Medio(hab)

Med. Alto (hab)

2000 1,261,531 436,490 525,932 192,257 106,852 2001 1,322,698 457,654 551,433 201,579 112,033 2002 1,384,979 479,203 577,398 211,071 117,308 2003 1,448,254 501,096 603,777 220,714 122,667 2004 1,512,392 523,288 630,516 230,489 128,100 2005 1,577,253 545,730 657,557 240,373 133,593 2006 1,642,688 568,370 684,837 250,346 139,136 2007 1,708,537 591,154 712,289 260,381 144,713 2008 1,774,634 614,024 739,845 270,454 150,312 2009 1,840,804 636,918 767,431 280,539 155,916 2010 1,906,864 659,775 794,972 290,606 161,511 2011 1,972,625 682,528 822,387 300,628 167,081 2012 2,037,892 705,111 849,597 310,575 172,609 2013 2,102,466 727,453 876,518 320,416 178,079



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Población por nivel socioeconómico

Año Total (hab)

Bajo(hab)

Med. Bajo(hab)

Medio(hab)

Med. Alto (hab)

2014 2,166,142 749,485 903,065 330,120 183,472 2015 2,228,714 771,135 929,151 339,656 188,772 2016 2,289,974 792,331 954,690 348,992 193,961 2017 2,349,711 813,000 979,595 358,096 199,021 2018 2,407,717 833,070 1,003,777 366,936 203,934 2019 2,463,784 852,469 1,027,152 375,481 208,683 2020 2,517,708 871,127 1,049,632 383,699 213,250

Fuente: Elaborado para el Plan Maestro, 1999. Establecida la dotación para cada uno de los usuarios domésticos y los consumos por comercio, industria y servicio público, así como el crecimiento futuro en cada rubro se determinó las demandas futuras de agua potable para cada usuario, año con año para el período de planeación. El resultado de las demandas de agua potable futura se muestra en el cuadro 20.34, establecido por nivel socioeconómico para la población con las diferentes dotaciones determinadas en apartados anteriores, y para el caso de comercios, industrias y tomas públicas, en función al consumo promedio ponderado obtenido de los análisis efectuados anteriormente. La dotación que se presenta en el cuadro, no contempla las reducciones en la dotación de agua por los programas planteadas en la sección 15 que se refiere al Programa de Conservación del Agua Potable. Es en la sección 15 en la que se realiza un ajuste a las demandas futuras de agua potable, según los porcentajes estimados de reducción del consumo con los programas propuestos. De los resultados de proyección de la demanda se puede apreciar que ésta será de 11.836 m3/s, siendo un 100% superior al demandado actualmente que es de 5.930 m3/s. Cuadro 20.34 Demanda futura de agua potable.

Año Demanda doméstica por nivel socioeconómico Demanda Total

Bajo Medio Bajo Medio Medio Alto Doméstica total Comercial Industrial Pública Total (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s)

1999 1,301.0 1,968.1 819.2 614.5 4,702.8 362.0 308.2 168.7 5,541.82000 1,364.0 2,063.6 858.9 644.3 4,930.8 472.6 326.1 193.1 5,922.72001 1,430.2 2,163.6 900.6 675.6 5,169.9 495.5 342.0 202.4 6,209.82002 1,497.5 2,265.5 943.0 707.4 5,413.3 518.8 358.1 212.0 6,502.22003 1,565.9 2,369.0 986.1 739.7 5,660.7 542.5 374.4 221.7 6,799.32004 1,635.3 2,473.9 1,029.7 772.5 5,911.4 566.6 391.0 231.5 7,100.42005 1,705.4 2,580.0 1,073.9 805.6 6,164.9 590.9 407.8 241.4 7,404.92006 1,776.2 2,687.0 1,118.4 839.0 6,420.6 615.4 424.7 251.4 7,712.12007 1,847.4 2,794.7 1,163.3 872.6 6,678.0 640.1 441.7 261.5 8,021.32008 1,918.8 2,902.9 1,208.3 906.4 6,936.4 664.8 458.8 271.6 8,331.62009 1,990.4 3,011.1 1,253.3 940.2 7,195.0 689.6 475.9 281.7 8,642.22010 2,061.8 3,119.2 1,298.3 973.9 7,453.2 714.4 493.0 291.8 8,952.42011 2,132.9 3,226.7 1,343.1 1,007.5 7,710.2 739.0 510.0 301.9 9,261.12012 2,203.5 3,333.5 1,387.5 1,040.9 7,965.3 763.4 526.9 311.9 9,567.52013 2,273.3 3,439.1 1,431.5 1,073.8 8,217.7 787.6 543.6 321.8 9,870.72014 2,342.1 3,543.3 1,474.8 1,106.4 8,466.6 811.5 560.0 331.5 10,169.6



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Año Demanda doméstica por nivel socioeconómico Demanda Total

Bajo Medio Bajo Medio Medio Alto Doméstica total Comercial Industrial Pública Total (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s)

2015 2,409.8 3,645.6 1,517.4 1,138.3 8,711.2 834.9 576.2 341.1 10,463.42016 2,476.0 3,745.8 1,559.2 1,169.6 8,950.6 857.9 592.0 350.5 10,751.02017 2,540.6 3,843.5 1,599.8 1,200.1 9,184.1 880.3 607.5 359.6 11,031.52018 2,603.3 3,938.4 1,639.3 1,229.7 9,410.8 902.0 622.5 368.5 11,303.82019 2,664.0 4,030.1 1,677.5 1,258.4 9,630.0 923.0 637.0 377.1 11,567.02020 2,722.3 4,118.3 1,714.2 1,285.9 9,840.7 943.2 650.9 385.3 11,820.2Fuente: Elaborado para el Plan Maestro, 1999.

20.4.2 Calidad del agua en la cuenca. Relacionado con la calidad de agua que se conduce a través de La Acequia Madre, se cuenta con monitoreos sobre el Río Bravo hasta antes de la derivación a la misma, los monitoreos fueron realizados para el Estudio Binacional sobre la presencia de Substancias Tóxicas en su porción Fronteriza entre México y los Estados Unidos de América, estudios que viene realizando la CILA desde 1994 y que fueron complementados en 1997 y 1998. Como punto trascendental del informe se indica que el tratamiento de las aguas residuales es insuficiente en comunidades de ambos lados de la frontera. En el estudio también se menciona que adicionalmente a los impactos potenciales por DBO, microorganismos patógenos y tóxicos asociados con aguas residuales, existen otras preocupaciones acerca de la calidad del agua, una de estas es el potencial de contaminación por plaguicidas y fertilizantes en las zonas agrícolas. Además de otros riesgos de contaminación por substancias químicas aportadas por los procesos de industrias maquiladoras ubicadas en ambos lados de la frontera. En la Sección 6 (apartado 6.4.2) se presenta información más detallada sobre los estudios existentes de la calidad del agua a lo largo del río Bravo. En los cuadros 6.12 y 6.13 se resumen algunas características del agua en el segmento del río Bravo desde la presa El Caballo hasta el puente Zaragoza (sitios Presa Americana y cancha de fútbol). En algunos sitios la turbiedad, los sólidos disueltos totales, la dureza, los sulfatos, el pH, y el carbón orgánico total sobrepasan el límite establecido por la NOM-127-SS1, 1994 para la calidad de agua de consumo humano. El agua tiene alta dureza 200-500 mg/l CaCO3, alta salinidad 300-2,200 mg/l de SDT que básicamente se debe a sulfatos 100-700 mg/l y cloruros 100-600 mg/l. El contenido de materia orgánica reportado varia entre 4-16 mg/l de COT. Se nota que la contaminación orgánica va aumentando al paso del río por las dos ciudades. Los SST varían entre 3 y 34 mg/l, el NTK desde 0.7 hasta 28 mg/l, el Ptotal de 0.1 a 5,4 mg/l. El Distrito de riego, al igual que el organismo operador enfrenta problemas por la escasez de agua y por la inadecuada calidad de la misma, factores ocasionados por la sobreexplotación del acuífero subyacente en la zona urbana de Juárez, Bolsón del Hueco. Además, de la JMAS, tanto el sector industrial como el agrícola explotan el mismo acuífero, de tal forma que la calidad de agua se ha deteriorado significativamente. Por esta razón, en 1952 se publicó en el Diario Oficial de la Federación un decreto que


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establece la veda por tiempo indefinido para el restablecimiento de las aguas subterráneas al Sureste de la ciudad, excepto para el abastecimiento de agua potable. La JMAS desarrolló un estudio de evaluación del Índice de Vulnerabilidad de la Contaminación, el cual resultó ser de alta a extrema, con lo que se respalda el hecho de buscar el reemplazo y/o la disminución de la explotación del acuífero Bolsón del Hueco. Lo anterior debe marcar la pauta y servir como base, para que todos los usuarios del Bolsón de Hueco se pongan de acuerdo para encontrar una alternativa que permita disminuir el nivel de extracción de la fuente actual, apoyándose para tal efecto tanto el marco legal como la factibilidad técnico-económica establecida en los diferentes estudios efectuados al respecto.

20.4.3 Fuentes de agua, sistema de extracción y distribución. La principal fuente del agua para la Ciudad de Juárez es el acuífero Bolsón del Hueco. Actualmente el abastecimiento de Ciudad Juárez se efectúa al 100% de este acuífero. Del Bolsón del Hueco se abastece también la Ciudad El Paso la cual depende en un 50 % de esta fuente. El acuífero está sometido a una sobreexplotación, lo que ha ocasionado el abatimiento en los niveles freáticos desde 1 m por año en El Paso y hasta 3 m por año en Ciudad Juárez. En la Sección 9 se proporciona información de los volúmenes extraídos y suministrados a la población en el período 1968-1997 (cuadro 9.3), en 1999 el volumen extraído fue de 149,992,637 m3, de los cuales para la zona de Juárez se extrajeron 132,972,272 m3 y para la zona Salvarcar 17,020,635 m3, representando el 88.65 % y el 11.35 % de la producción total, respectivamente. La extracción del agua del Acuífero del Bolsón Hueco se realiza mediante pozos profundos, cuya agua se bombea directamente a la red, a los tanques de regulación o los rebombeos que están ubicados en las partes altas de la ciudad (al poniente) donde se carece de pozos. Para finales de 1998, el aprovechamiento de este acuífero se realizaba a través de 141 pozos profundos preparados, 28 rebombeos, 30 tanques superficiales y 7 elevados (SETEC, Julio de 1999). La profundidad de los pozos esta entre los 123 y 390 m; con una profundidad media de 259 m, la construcción de los pozos empieza en el año de 1958, hasta los más recientes en 1997. Para los meses en que la demanda de agua potable disminuye (invierno), un promedio entre 12 y 15 pozos dejan de funcionar. Cada año se abandonan en promedio 2 pozos, por problemas técnicos o por la calidad de agua que presentan (alto contenido de manganeso). Los pozos que son abandonados se reponen por lo general en el mismo lugar siempre y cuando sea factible. Cada año se perforan adicionalmente en promedio 5 pozos nuevos para cubrir la demanda creciente. En 1999, el mes que se extrajo más agua del acuífero fue en agosto con 14,007,989 m3 equivalente a 5.33 m3/s con 131 pozos operando, el caudal promedio por pozo fue de 40.69 l/s; el mes con menor volumen extraído fue en Febrero con 10,391,236 m3 que es un caudal de 4.01 m3/s con 111 pozos operando, el gasto promedio por pozo fue de 36.13 l/s. El número máximo de pozos que trabajaron por mes fue 131, de la lista de los 143 pozos que reporta el Departamento de Plantas de Bombeo. Actualmente, el total de la capacidad utilizada fue de 4,809 l/s (4.81m3/s).


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El agua potable se suministra mediante un sistema de distribución el cual se ubica entre las cotas de los 1,110 metros y 1,300 metros sobre el nivel del mar. Con base en la topografía y con la finalidad de optimizar el aprovechamiento del agua y tener una mejor operación del sistema, la ciudad se ha zonificado dos zonas principales: Zona Norponiente (Juárez) y Zona Suroriente (Salvarcar).

20.4.4 Cobertura de agua potable. Actualmente, 1999, la cobertura de Agua Potable es del 86.5% en población. El 13.5% restante que no cuenta con red de agua potable se abastece por medio de pipas de la JMAS. La JMAS a través del Departamento de Pipas, entrega el agua en forma gratuita. Las colonias beneficiadas son: la Anapra, Poleos, Las Fronterizas, Barrio Nuevo, Pánfilo Natera, Vista Hermosa, el Retiro, Salinas, Tercera Etapa, Francisco Sarabia, Plutarco Elías Calles y Ladrilleras. También empresas particulares proporcionan el servicio de suministro de agua en pipas. A estas empresas, la JMAS les cobra por cada metro cubico entregado a $7.31 más IVA.

20.4.5 Infraestructura adicional. Como parte de la infraestructura general con que cuenta la ciudad se tiene La Acequia Madre, canal por el que se conduce un volumen total anual de 74 Mm3 de agua provenientes del Río Bravo, de acuerdo con el Tratado Internacional sobre Distribución de Agua de 1906 entre México y los Estados Unidos de América, efectuado por la Comisión Internacional de Límites y Aguas (CILA). Agua que sólo se deriva durante los meses de marzo a septiembre. En 1993, el volumen entregado ha sido mayor del establecido en el tratado, de 78.6 Mm3 (Sección 6, cuadro 6.2). La capacidad de La Acequia Madre es hasta 7.7 m3/s, el caudal que conduce generalmente y que corresponde al gasto del Tratado es de 5.5 m3/s. Las aguas de esta acequia no reciben descargas de alcantarillado sanitario en el tramo que cruza por la ciudad. En la Ciudad el escurrimiento superficial de importancia es el Río Bravo/Río Grande cuyas aguas están comprometidas para el riego del Distrito 09, Valle de Juárez, según el convenio binacional de 1906. Por lo tanto la JMAS, al igual que el organismo operador en El Paso, están interesados en el río Grande como fuente potencial de abastecimiento de Ciudad Juárez. El objetivo principal de usar las aguas superficiales como fuente alterna es: contar con un volumen que permita disminuir el volumen de explotación actual del agua subterránea y detener el proceso de abatimiento y agotamiento del acuífero, al mismo tiempo se busca que el costo unitario para producir un metro cúbico de agua potable a partir de esta nueva fuente, sea económicamente factible y al menos permanezca dentro del costo actual de producción.

20.4.6 Perspectivas de abastecimiento. Las perspectivas de abastecimiento de agua potable son: - Uso de agua del río Grande, que implica el cambio del uso de agua y la adjudicación

de los derechos;


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- Agua subterránea del Bolsón de la Mesilla, que es un acuífero más potente (60 maf) comparado con el Bolsón del Hueco (17 maf de agua almacenada en la parte de Nuevo México);

- Reuso de agua proveniente de las plantas de tratamiento de agua residual municipal. La zona de Noroeste de la Ciudad de Juárez se identifica como el consumidor principal del agua tratada, según el análisis de la demanda y la dotación actual de agua en la ciudad. Por otra parte, el futuro desarrollo urbano de Juárez se plantea al sur y Sureste. La demanda futura de agua en estas zonas se puede satisfacer replanteando el sistema existente de operación, de modo que el agua extraída de los pozos ubicados en estas zonas, la que actualmente se rebombea hacia noroeste mediante las baterías A y B, se contemple para su distribución dentro de la misma zona. De tal forma que, además de solucionar la problemática en la zona Noroeste, con las aguas del Río Bravo por medio de la planta potabilizadora, se pueden reducir los rebombeos del agua desde Sureste de la ciudad y obtener un mejoramiento en la operación actual. Además, el proyecto de Conejos Médanos va a aportar 1 m3/s en su primera etapa, para la zona noroeste, pero reajustando la operación relacionada con las baterías A y B, tal como se planteó anteriormente para reducir los rebombeos y asignar el agua del río Bravo para la zona Noroeste, resulta que el agua del río Bravo y la de Conejos Médanos cubren justamente la demanda actual de esta zona. Puesto que en la misma zona no se plantea ningún desarrollo en el futuro, de esta manera quedaría solucionado el abastecimiento de la misma, con el consiguiente ahorro económico, producto de la eliminación de los rebombeos de las baterías A y B.

Una alternativa para suministro de agua es el acuífero somero del Bolsón del Hueco. En la Sección 5, apartado 5.1.3 se realiza un análisis de los parámetros de calidad del agua de este acuífero. El agua tiene alta salinidad, SDT entre 1000 y 3000 mg/l, y es del tipo sulfatada-sódica y clorurada-sódica. El agua no es apta para consumo humano sin ser potabilizada, pero puede ser aprovechada para usos no potables. En caso de posible uso para riego de áreas verdes, se necesita controlar la salinidad. Se requiere de muestreos de los pozos existentes para definir sistemas de tratamiento adecuadas y elaborar un balance de sales para evaluar el su impacto. De los 18 posos mostrados solamente dos presentan SDT menores de 1000 mg/l. En el apartado 5.1.5 se hace una estimación del impacto sobre el acuífero profundo que pueda provocar la explotación del acuífero somero. La recarga del acuífero somero ocurre principalmente por las infiltraciones de aguas superficiales aplicadas al riego agrícola. La recarga también se presenta por la infiltración directa de aguas a partir del río Bravo y de los canales conductores de agua. Otras fuentes de recarga a este acuífero son la precipitación directa sobre la planicie de inundación, las filtraciones provenientes de los canales de riego, las fugas del sistema de agua potable y alcantarillado, las filtraciones provenientes de los escurrimientos conducidos por los arroyos, y la recarga proveniente del flujo subterráneo del Bolsón del Hueco, también llamado acuífero profundo. En cuanto a la descarga del acuífero del Río Bravo, ésta se integra por la extracción del bombeo agrícola, por las infiltraciones subsuperficiales hacia el río Bravo, por las descargas a los drenes, y por las descargas por flujo subterráneo hacia el acuífero del Bolsón del Hueco. En la zona altamente urbanizada de El Chamizal, las descargas ocurren principalmente por flujo subterráneo


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hacia el Bolsón del Hueco, en donde el almacenamiento del acuífero del Río Bravo es abatido constantemente por los excesivos bombeos en el acuífero del Bolsón del Hueco. Desde la zona de El Chamizal hasta la línea del condado entre El Paso y Hudspeth, las descargas ocurren por medio del bombeo para riego y por la descarga hacia los múltiples drenes. Desde la línea del condado en Fort Quitman la descarga ocurre por el bombeo para riego, por las filtraciones al río Bravo, y por las descargas a algunos drenes. La vegetación freatofita contribuye en parte a la descarga a lo largo del cauce del río Bravo y sus canales laterales. Para lograr el equilibrio entre los dos acuíferos, el somero y el profundo, si se plantea el incremento de la extracción de agua del acuífero somero para reducir la transferencia de agua salina hacia el acuífero profundo, se deberá disminuir el bombeo del acuífero profundo a fin de no incrementar su ritmo de abatimiento. Según el modelo matemático, la transferencia de agua desde el acuífero somero al profundo es de 135,617 m3/día, y gran parte de este caudal se puede reducir instalando pozos de bombeo en el acuífero somero por encima del cono de abatimiento del acuífero profundo (zona centro de Cd. Juárez), que es donde la transferencia de agua debe ser mayor. El número de pozos a instalar en el acuífero somero, su ubicación y caudales óptimos de bombeo se pueden precisar mediante el modelo de simulación hidrodinámica, que también calcularía la reducción en la transferencia de agua hacia el acuífero profundo para los distintos esquemas de bombeo propuestos.

20.4.7 Descargas de aguas residuales: generación, recolección y tratamiento.

20.4.7.1 Estado y cobertura del alcantarillado. El sistema de alcantarillado existente es prioritariamente sanitario aunque debido a que no existe un sistema pluvial, en las zonas con peligro de inundaciones se han construido descargas pluviales conectadas al alcantarillado sanitario, por lo que el sistema funciona en forma combinada. No se ha pensado en la construcción de un alcantarillado pluvial ya que en la ciudad existen drenes naturales que tienen la capacidad de desalojar el agua producto de la lluvia, lo cual se favorece por la pendiente natural que presenta la topografía de la ciudad. Además la región es semiárida y la lámina de lluvia que se tiene es muy baja. El peligro de inundaciones existe solamente en las partes bajas de la ciudad. El sistema de alcantarillado funciona por gravedad en casi la totalidad de su área, ya que se tiene una pendiente de poniente a oriente y de norte a sur, existiendo sólo algunos puntos que no tienen salida natural o el colector existente quedo arriba, por lo fue necesario la construcción de cárcamos de bombeo. En la actualidad se cuenta con 11 cárcamos de bombeo ubicados en diferentes partes de la ciudad. El proyecto más reciente del alcantarillado de la Ciudad de Juárez es “Sistema de Aguas Negras de Ciudad Juárez Chihuahua” de fecha Junio de 1983, elaborado por la Subdirección de Proyectos, de la Dirección General de Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado en Centros Urbanos de la Subsecretaría de Bienes Inmuebles y Obras Urbanas, de la extinta Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas. Los límites formados para el área de proyecto son:


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• Al Norte por el Río Bravo, desde el arroyo de las Víboras hasta la carretera Panamericana.

• Al Oriente inicia en el Río Bravo por la carretera Panamericana hasta el Dren 2-A, para continuar al oriente sobre el Dren 2-A hasta el Arroyo Jarudo y sobre este arroyo al sur hasta el límite del panteón, al lado de la actual colonia Héroes de la Revolución.

• Al Sur desde el panteón y rodeando el lindero del aeropuerto hasta llegar al Poniente en la colonia Toribio Ortega.

• Al Poniente iniciando desde la colonia Toribio Ortega hasta el Arroyo de las Víboras para unir finalmente en el Río Bravo.

El proyecto fue elaborado con los datos básicos que se presentan en el cuadro 20.5. El proyecto por condiciones de topografía y crecimiento urbano se dividió en los Sistemas: Norte, Central, Sur y Sur Oriente. Posteriormente a la ejecución de este proyecto, el sistema se ha venido expandiendo en una forma parcial pero siguiendo a los lineamientos generales del proyecto de 1983. De tal manera que en la actualidad se tienen bien establecidos los sistemas de escurrimiento: Sistema Norte. Es el de menor superficie, con aproximadamente 4,005 ha que representan un 20% del total de área urbana, por el contrario tiene el mayor porcentaje de superficie construida y, es el más estable respecto a densidad y uso del suelo. Se delimita al norte por el Río Bravo y al sur sus límites se ubican en sentido de poniente a oriente, por las calles: Mariano Escobedo, en la colonia Luis Echeverría, la Ramón Rayón, en Barrio Alto, hasta la Constitución, donde después de un trazo irregular y a partir de la Av. Costa Rica se delimita por la Acequia Madre, hasta su intersección con el Dren 1-A en la Zona de Integración Ecológica. El Sistema Norte esta formado esencialmente por el Colector Norte, el cual se une al Colector Interceptación y, este a su vez, se une con los colectores de la Margen Izquierda y Derecha del Dren 1-A, para posteriormente dirigirse a la planta de tratamiento (PTAR) Norte. El Colector Tomas Fernández (Dren 1-C) forma parte de este sistema y se une a la margen izquierda del Dren 1-A. Cuadro 20.35 Datos básicos para el proyecto de alcantarillado sanitario elaborado en 1983.

Concepto Unidad Cantidad Población 1983 Hab 800,000 Población de Proyecto (1995) Hab 1’188,780 Dotación Media l/hab/día 324 Aportación (80% de la Dotación) l/hab/día 259 Sistema Separado Aguas Negras Fórmulas Harmon y Manning Longitud de la Red m 831,390 Sitio de Vertido Drenes a cielo abierto Eliminación Gravedad Coeficiente de previsión 1.5 G A S T O S: Mínimo l/s 1,780 Medio l/s 3,561 Máximo Instantáneo l/s 6,410 Continua en la página siguiente...


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Concepto Unidad Cantidad Máximo Extraordinario l/s 9,615 V E L O C I D A D E S: Mínima m/s 0.45 Máxima m/s 3.00

Fuente: Proyecto Junio 1983 de la SAHOP. Sistema Central. Cuenta con una superficie de 6,008 ha, que representan el 30% de la mancha urbana. Se ubica al sur del sistema norte, extendiéndose hasta la calle Feldespato en la colonia Libertad, la calle Acuario en la Colonia Luis Olague, cruza el Parque Industrial Gema y Juárez en sentido Norponiente hasta la Av. Ramón Rivera Lara, donde el límite corresponde al dren 2–Z, hasta su intersección con el dren de descarga al oriente del Puente Internacional Zaragoza. El sistema, está conformado principalmente por los colectores: Ejercito Nacional (Dren 1-A), que se une al Colector Margen Derecha (244 cm) del Dren 1-A y el Juárez - Porvenir (Dren 1-B), el cual une al Colector Margen Izquierda (213 cm) del Dren 1-A, los cuales se unen al Colector Interceptación para descargar finalmente a la Planta de Tratamiento Norte. Sistema Sur. El de mayor extensión, comprende el resto de la mancha urbana localizada al sur del sistema central con un área aproximada de 10,013 ha, que significa el 50% del área total. Este sistema esta formado principalmente por el Colector Teófilo Borunda de 122 cm de diámetro sobre el Margen Derecho del Dren “2-A”, para unirse al “Dren de Descarga”, al cual descargan los “Drenes 2-C y 2-B”, para su posterior unión al Dren Interceptación. Actualmente esta en proceso de construcción la Planta Sur que servirá para el tratamiento de aguas residuales del sistema sur. Según información proporcionada por la Junta Municipal de Aguas, la cobertura del servicio de alcantarillado en el año 1998 fue de 85% en área. La zona del extremo poniente, por su difícil topografía, no está integrada al sistema del drenaje. Hasta la fecha la cobertura sigue siendo la misma, puesto que en lo que va del año de 1999 la obra realizada por ampliaciones, no es significativa.

20.4.7.2 Vertido de las aguas residuales. Aún y cuando el sistema de alcantarillado sanitario tiene más de 55 años de construido, durante todo este tiempo no se contó con un sistema municipal de tratamiento de aguas residuales. El vertido de las aguas se ha efectuado a algunos drenes del suroriente de la ciudad que se encuentran a cielo abierto y, se unen al nororiente, con los canales que fueron construidos para el riego de las tierras agrícolas del Valle de Juárez, que corresponden al distrito 009. En la actualidad el Dren Interceptación y el Dren de Descarga ambos a cielo abierto, reciben las aguas residuales generadas en Ciudad Juárez. Estos drenes conducen las aguas residuales hacia el Valle de Juárez, mismas que son utilizadas por las tres unidades de riego de la zona agrícola, que abarcan una área aproximada de 26.7 ha. Cabe mencionar que esta agua residual de la ciudad se diluye con agua proveniente de pozos privados y pozos de CNA, para disminuir el impacto


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ambiental directo de esta agua sobre las tierras de cultivo y el subsuelo. La magnitud de estas descargas es del orden de 207 Mm3 anuales que incluyen agua del Tratado Internacional, agua residual, agua de pozos de CNA y agua de pozos privados. (Fuente Comisión Nacional del Agua, Distrito de Riego 09 Características Generales, 1995). Los proyectos actuales del organismo consisten en la construcción de las plantas tratadoras. Además continuar realizando obras complementarias de saneamiento con nuevas líneas de conducción de drenaje, obras de alcantarillado y reposición de alcantarillado sanitario en diferentes zonas de la ciudad. Los puntos de vertido final de todo el sistema de alcantarillado municipal donde convergen todas las aguas generadas en la ciudad seguirán siendo el Dren Interceptación y Dren de Descarga, que en corto tiempo serán los influentes a las plantas de tratamiento.

20.4.7.3 Cuerpo receptor. El único cuerpo receptor de la región es el Río Bravo que a su vez sirve como frontera pluvial con Los Estados Unidos de América. Este aspecto es de especial atención para los dos gobiernos, por lo cual la Comisión Internacional de Límites y Aguas lleva a cabo monitoreos sobre la calidad de agua del mismo. Durante 1997 y 1998 se elaboró un Estudio Binacional sobre la presencia de sustancias tóxicas en el Río Bravo. Como se explicó anteriormente, la Ciudad de Juárez no utiliza el Río Bravo como cuerpo receptor ya que sus aguas residuales se utilizan para riego agrícola. Eventualmente, solo en caso de excedentes, se descarga parte del agua residual a este cuerpo receptor, en el sitio llamado Fuerte Quitman, el cual se localiza en kilometro 147 del cadenamiento sobre el río. Con la construcción de las plantas de tratamiento se cumplirá con la normatividad que exige la Comisión Nacional del Agua para descargas a cuerpos receptores de agua nacionales. Los principales usos del agua en que es utilizada son: abastecimiento público, industrial y agrícola, recreación con contacto directo, pesca, acuicultura y vida acuática, navegación y transporte de desechos tratados.

20.4.7.4 Calidad de las aguas descargadas. Una vez en operación las PTAR descargarán de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Por otra parte, las aguas residuales junto con aguas industriales tratadas y no tratadas deberán cumplir con una calidad de agua que no exceda los parámetros establecidos de acuerdo a las condiciones específicas para el permiso de descarga de aguas residuales otorgado por la Comisión Nacional del Agua mediante el Título de Concesión No. 2CHH100312/24HMSG94 de la JMAS.

20.4.7.5 Disposición de excretas en zonas sin servicio. El 15% de la población no cuenta con servicio de alcantarillado sanitario, debido que son colonias relativamente nuevas y que se localizan en la periferia de la mancha urbana, por


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lo cual en estas zonas se hace uso de otro tipo de sistemas para la disposición de las excretas. Algunas de las zonas sin servicio de alcantarillado son: Lomas de Poleo, Anapra, Ladrillera Juárez, El Retiro, Renovación Siglo XXI, Ampliación Felipe Angeles, Fco. Sarabia, Ampliación Fronteriza, Ampliación Plutarco Elías Calles, La Tarahumara y Nueva Galeana de la zona Norponiente de la ciudad y las siguientes colonias en la zona sur: Pánfilo Natera, Granjas Unidas, La Cementera, Barrio Nuevo, Safari, Villa Esperanza, Ampliación Campesina, Gobernadora, km 27, Plazuela de Acuña, km 29, Colinas del Desierto, Manuel Valdés, La Perla, El Papalote y Fco. Villarreal. Los sistemas de disposición de excretas que se usan en las zonas sin servicio de alcantarillado consisten en fosas sépticas, letrinas o en su defecto pozos a cielo abierto que los mismos habitantes construyen y que solo son cubiertos en por láminas u otro tipo de material, el cual en algunos casos es simplemente tela. Las estructuras existentes como fosas sépticas o letrinas, en la mayoría de los casos son construidas por las mismas familias, o en su caso por un albañil, todas ellas sin ningún lineamiento o diseño preestablecido, lo que hace que no cuenten con una losa de fondo impermeable, permitiendo que el agua se filtre en su totalidad al subsuelo. En algunos casos se hacen descargas a cielo abierto, provocando con esto contaminación, olores y peligro para la salud de los mismos habitantes. Aguas negras son vertidas y directamente a los drenes que cruzan parte de la ciudad y que las conducen hacia el distrito de riego para ser utilizadas en el riego agrícola, del Valle de Juárez.

20.4.7.6 Estimación del caudal del agua residual. Con base en el pronóstico de la demanda hasta el año 2020 y considerando una aportación de 80%, en el cuadro 20.36 se presenta la estimación del caudal de aguas residuales. En el período 2000-2005, se considera la cobertura de alcantarillado de 85% y para el período hasta 2020 se toma de 90%. Cuadro 20.36 Pronóstico del caudal de aguas residuales hasta el año 2020.

Año Demanda de agua potable Cantidad de agua residual (l/s) (l/s)

2000 5,930.70 4,151.49 2001 6,218.30 4,352.81 2002 6,511.10 4,557.77 2003 6,808.50 4,765.95 2004 7,110.10 4,977.07 2005 7,415.10 5,190.57 2006 7,722.70 5,792.03 2007 8,032.30 6,024.23 2008 8,343.00 6,257.25 2009 8,654.00 6,490.50 2010 8,964.70 6,723.53 2011 9,273.70 6,955.28 2012 9,580.60 7,185.45 2013 9,884.20 7,413.15 2014 10,183.50 7,637.63



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Año Demanda de agua potable Cantidad de agua residual (l/s) (l/s)

2015 10,477.70 7,858.28 2016 10,765.70 8,074.28 2017 11,046.50 8,284.88 2018 11,319.20 8,489.40 2019 11,582.90 8,687.18 2020 11,836.30 8,877.23

En la sección 15 relacionada con la reducción del consumo de agua se propone implementar una política de conservación (reducción) de los consumos de agua potable que incluye las siguientes acciones:

- Implementar un programa permanente de detección y reparación de fugas. - Realización de un programa de reparación de fugas intradomiciliarias. - Implementar un programa permanente de mantenimiento y sustitución de

tuberías. - Establecer un programa de instalación de medidores. - Programa permanente de mantenimiento e inspección de obras en general. - Programa permanente de inspección y revisión de los equipos de bombeo. - Con base en los resultados de la simulación del sistema, tomar acciones - para optimizar el funcionamiento de la red. - Instalación de mobiliario sanitario de bajo consumo. - Actualización e incremento de las cuotas de agua potable. - Reutilización de las aguas efluentes de las plantas de tratamiento. - Llevar a cabo campañas periódicas de concientización sobre cultura del agua. - Campañas de reforestación en las zonas de recarga del acuífero.

La reducción del consumo de agua potable, resultado de la implementación de esta política, provocaría una reducción de la aportación de aguas residuales, lo cual se ilustra en la gráfica 20.1.


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Gráfica 20.1 Proyección del caudal de aguas residuales de Ciudad Juárez sin y con la implementación de la política de reducción del consumo de agua potable.

0

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2,000

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6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

CA

UD

AL

(l/s)

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2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

AÑO

GASTO NO APORTADO

GASTO DE APORT. REDUCIDO

20.4.7.7 Aguas residuales industriales. Como ya se describió en el apartado 20.2.3, las plantas industriales en Ciudad Juárez están ubicadas en parques y corredores industriales, así como en pequeñas agrupaciones. Estos están localizados en forma dispersa en la ciudad y descargan al alcantarillado municipal, salvo algunas excepciones de algunas industrias localizadas en el Valle de Juárez que descargan directamente a los drenes o canales de riego. En el año de 1993, para dar cumplimiento a la normatividad, la JMAS implementó un programa de control de descargas industriales a través de su Departamento de Normatividad que fue creado en 1993. Se elaboró un Reglamento y se establecieron LMP para descarga al alcantarillado municipal. Los LMP establecidos para descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado municipal se muestran en el cuadro 20.37. Se solicitó a las industrias implementar sistemas de pretratamiento de sus aguas residuales antes de descargar a la red general. Personal del Departamento de Normatividad, sistemáticamente lleva a cabo visitas aleatorias de inspección a las industrias, comercios y de servicios, así como realiza monitoreos (aforos, muestreos y análisis) de las descargas a la red municipal de alcantarillado. Para hacer más eficaz la identificación de fuentes de contaminación también se lleva a cabo la revisión de los sistemas de alcantarillado con equipo de vídeo, y se hacen monitoreos de explosividad. Se han expedido permisos de descarga según el giro de la empresa, por ejemplo: AR-01 para industrias como harineras, lecheras, de fierro y acero; AR-04 para gasolineras; AR-05 para establecimientos en general y; AR-06 para restaurantes. Se analiza también la posibilidad de llevar a cabo un reuso de agua tratada.


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Cuadro 20.37 LMP para descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado municipal.

Parámetros Unidades Diario Parámetros Unidades DiarioPH Unidades pH 06-Sep Boro mg/l 0.75 Temperatura °C 25°-35° Aluminio mg/l 1.5 Conductividad Eléctrica Micromhos/cm 2,500 Antimonio mg/l 0.1 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 220 Berilio mg/l 0.05 Demanda Química de oxígeno mg/l 440 Cadmio mg/l 0.02 Sólidos sedimentables mg/l 1.5 Cobre mg/l 0.4 Sólidos suspendidos totales mg/l 180 Cobalto mg/l 0.2 Sólidos Disueltos Totales mg/l 1500 Cromo total mg/l 0.5 Sólidos totales mg/l 2100 Cromo hexavalente mg/l 0.1 Sus. Act. Al azul metileno mg/l 30 Fierro mg/l 1.5 Parámetros Unidades Diario Fluoruro mg/l 1 Grasas y aceites mg/l 55 Manganeso mg/l 1 Color Pt/Co 113 Mercurio mg/l 0.01 Turbidez NTU 50 Molibdeno mg/l 0.01 Acidez mg/l CaCo3 40 Níquel mg/l 1 Alcalinidad mg/l CaCo3 300 Plomo mg/l 1.5 Fosfatos totales mg/l 20 Selenio mg/l 0.03 Nitrógeno total mg/l 25 Zinc mg/l 2 Nitrógeno Amoniacal mg/l 20 Bario mg/l 0.05 Nitritos mg/l 0.1 Plata mg/l 0.5 Nitratos mg/l 6 Estaño mg/l 0.2 Fenoles mg/l 0.3 Heptano mg/l 0.05 Arsénico mg/l 0.1 Naftaleno mg/l 0.05 Cianuro mg/l 0.1 Tóxicos orgánicos mg/l 1.3

Toxicidad Unid/toxicidad 20Fuente: Departamento de Normatividad JMAS. Como resultado del trabajo de control de las descargas de aguas industriales, JMAS elaboró un inventario. De acuerdo a este, en 1999 el número de empresas que descargaban al alcantarillado municipal fue de 392. Estas empresas tienen 693 descargas en total, de las cuales:

- 16 son de procesos de producción - 10 de cafeterías - 198 son sanitarias - 40 son pluviales - 429 son mixtas.

De 44 del total de empresas todavía no se dispone de información. El resto, 348 empresas, descargan al sistema de alcantarillado municipal un volumen de 556, 584 m3 por mes (214.7 l/s). Se aprecia que la aportación de la industria al sistema de alcantarillado municipal es de alrededor de 6%. Una característica muy importante de las aguas residuales industriales es su variación, tanto en caudal, como en contaminación durante el día y durante los meses del año. En el verano aumenta el consumo de agua potable y existe un aumento de los flujos en los


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sistemas de alcantarillado, lo que propicia una disminución en la concentración de los contaminantes en el agua, si lo comparamos con el invierno, ya que en esta temporada el consumo de agua potable es menor. Del total de las industrias instaladas en la ciudad, sólo 118 de ellas, según el monitoreo a sus descargas industriales, requerían de un pretratamiento de sus aguas para poder descargarlas al sistema de alcantarillado municipal. Actualmente 88 industrias están realizando pretratamiento, lo que representa un 75 % del total requerido. Se estima que el sector industrial trata un volumen mensual estimado de188,958 m3. En lo que respecta al giro comercial y de servicios, se establece control por ejemplo; en talleres mecánicos sobre la disposición de grasas y aceites automotrices; en restaurantes en cuanto a las grasas provenientes de alimentos preparados para prevenir obturaciones y azolves en el sistema de alcantarillado; en gasolineras para prevenir los posibles derrames de hidrocarburos a la red exigiéndoles trampa para combustibles, trampa de grasas y sólidos y todo lo referente a planes de contingencia. Las principales operaciones o procesos de tratamiento que utiliza la industria para dar pretratamiento a sus efluentes son: cribado, neutralización, sedimentación primaria y filtración. Dos empresas aplican tratamiento secundario utilizando reactores anaerobios, lagunas aereadas mecánicamente, lagunas de estabilización y lodos activados convencionales. Quince empresas aplican tratamiento terciario con procesos como adsorción, clarificación convencional, desinfección con cloro, ozono o con rayos ultravioleta, precipitación química, ósmosis inversa, oxidación química e intercambio iónico. También según su giro ya sea comercial o de servicios existen otros dispositivos de tratamiento instalado como son trampas de grasas, de aceites automotores y de hidrocarburos, en restaurantes, en talleres y en gasolineras, respectivamente.

20.4.7.8 Plantas de tratamiento de aguas residuales. Desde el año 1992 se han venido madurando proyectos de saneamiento de la ciudad con la finalidad de evitar el deterioro del medio ambiente natural y disminuir la incidencia de enfermedades gastrointestinales. De acuerdo a los Servicios Coordinados de Salud Pública en el Estado en Guadalupe D.B. y en Praxedis G. Guerrero las infecciones intestinales agudas han aumentado considerablemente, además de otros problemas de salud pública por el uso y manejo de aguas negras, que a lo largo de los años se ha estado realizando. Así, fueron elaborados los estudios necesarios y la Ingeniería Básica para la construcción de dos plantas de tratamiento: PTAR Norte y Sur. Los parámetros de calidad del agua tratada fueron seleccionados con el criterio de su utilización en el riego de cultivos del Distrito de Riego 09 en el Valle de Juárez. El planteamiento original del proyecto de tratamiento de aguas residuales municipales, contemplaba un tratamiento secundario utilizando el proceso de lodos activados, para lo cual se estimaba una inversión de 40 millones de dólares. Debido a las condiciones económicas por las que ha atravesado el país, se optó por modificar el proceso de tratamiento por uno que proveyera condiciones financieras y económicas más adecuadas. Se hizo un nuevo planteamiento del diseño del proyecto, con el cual se redujo la inversión a 22.6 millones de dólares. El nuevo esquema utiliza un proceso de “Tratamiento Primario Avanzado” (TPA).


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En julio de 1993 este proyecto fue otorgado por la JMAS en concesión a Degremont de México S.A., por un periodo de operación de 12 años, bajo la modalidad de Construcción, Operación y Transferencia Al término de la Junta Municipal de Aguas y Saneamiento se encargará de la operación y mantenimiento de la planta tratadora. El proyecto de ambas plantas contempla una vida útil de 40 años en obra civil y 20 años en obra electromecánica, que se podría alargar con la aplicación de un buen programa de mantenimiento. Las obras complementarias bajo el nuevo proceso TPA comprenden entubado de algunos drenes, reposición de una parte de los colectores en mal estado y la construcción de la caja unión en la llegada de los drenes a la planta. El tren de tratamiento de las dos plantas consiste en los siguientes módulos:

1.- Pretratamiento a) Desbaste grueso b) Medición de flujo (Canal Parshall) c) Bombeo de agua cruda d) Desbaste fino e) Desarenador-Desengrasador

2.- Clarifloculación

a) Cámara de repartición b) Tanque de mezclado rápido c) Equipos Densadeg d) Recirculación de lodos e) Extracción de lodos f) Dosificación de coagulante g) Dosificación de polímero

3.- Desinfección (tanques de contacto de cloro) 4.- Almacenamiento de lodos 5.- Deshidratación y tratamiento de lodos

a) Filtros banda b) Preparación de polímero c) Estabilización de lodos con cal

Planta Norte. La construcción de la planta inició en octubre de 1998 y en la actualidad se encuentra con un porcentaje de avance aproximado del 80%, tentativamente iniciará operaciones en el mes de abril del año 2000. La planta recibirá las aguas residuales provenientes de los subsistemas norte y centro por los drenes; 1-A, 1-C y el dren de interceptación. El punto de entrada del influente de las aguas crudas será del lado norte de la planta, donde se unen los 3 drenes, sitio en el que se construirá la caja unión para de ahí conducir el agua, por una tubería de concreto de 2.44 m de diámetro, a la planta. La capacidad total de tratamiento de la planta es de 2.5 m3/s. La superficie construida ocupa 3 ha, y el área total del predio es de 23.66 ha. Para la obtención de las dosificaciones de cada una de los compuestos que se utilizaran en el proceso de la planta, se realizó una prueba piloto donde se determinó la cantidad necesaria de sulfato de aluminio para obtener una eficiencia en DBO5 de 95 mg/l, como resultado de estas


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mismas pruebas se obtuvo un promedio de SST a la salida de 27.5 mg/l. Estos parámetros experimentan una autodepuración natural al recorrer 120 km desde el punto de vertido conjunto de ambas plantas, hasta su eventual descarga al Río Bravo, esto en caso de excedentes. Por lo que aún los parámetros de descarga, se mejoran a un promedio de 65 mg/l de DBO5 La producción estimada de lodos será de 70 Ton/día para esta planta. Planta Sur. Del proceso de tratamiento se puede decir que es idéntico al descrito para la planta norte, que se mencionó en un apartado anterior. La planta Sur inició su construcción en octubre de 1998 y en la actualidad cuenta con un porcentaje de avance del 90% aproximadamente, iniciará operaciones de acuerdo a lo programado en el mes de enero del 2000. La planta recibirá las aguas residuales que conducen los drenes 2-A, 2B, 2-C y del colector Lote Bravo que a su vez aportan sus aguas al Dren de Descarga, que conduce finalmente el agua a la entrada por el lado poniente de la planta, punto donde se construirá una caja de unión para de ahí conducir el agua a la planta, a través de una tubería de concreto de 2.44 m de diámetro. La capacidad inicial de tratamiento de la planta es de 1.0 m3/s y se planea ampliar su capacidad con módulos de tratamiento de 1 m3/s, en las fechas programadas que a continuación se mencionan; en abril del 2000 se ampliará a 2 m3/s, en el año 2005 a 3 m3/s, hasta llegar a 4.0 m3/s en el año 2010, las posibilidades de ampliarse se analizaron de acuerdo a las necesidades de tratamiento y basados en el crecimiento poblacional y de las aportaciones de aguas residuales de la ciudad, determinado en el Plan Director de Desarrollo Urbano (PDDU). Para una población final al año 2010, el gasto de aguas crudas será de 4,039 l/s distribuido en ambas plantas; escenario identificado como más factible de presentarse. De la misma forma que la planta norte, aquí también se efectuaron pruebas piloto donde se determinó la dosificación necesaria de sulfato de aluminio para obtener una eficiencia en la DBO5 de 95 mg/l, estas pruebas dieron como resultado promedio de SST a la salida de 27.5 mg/l. Cumpliendo para este parámetro con una mejor calidad de agua que la establecida en la NOM-001-ECOL-1996, que es de 120 mg/l para reuso de agua tratada. La producción estimada de lodos en su etapa inicial será de 26 Ton/día. Comparando la capacidad de las plantas de tratamiento de aguas residuales con el caudal de aguas residuales pronosticado hasta el año 2020, se genera la siguiente propuesta de períodos para la ampliación de las plantas de tratamiento:

Año Gasto a tratar (l/s)

2001 5,000 2004 6,000 2008 7,000 2012 8,000 2016 9,000


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20.4.7.9 Tratamiento de los lodos residuales. Los lodos extraídos de la fase de clarifloculación en las plantas de tratamiento serán enviados a un tanque de almacenamiento construido en concreto. Este tanque tiene agitadores para mantener los lodos en suspensión, permitiendo tener una mayor flexibilidad para operar la planta. Posteriormente los lodos son transferidos del tanque a los filtros banda, por medio de bombas de cavidad progresiva. Seleccionando una deshidratación de los lodos por bandas prensadoras con un acondicionamiento previo, los lodos floculados son vertidos sobre una primera banda de escurrimiento, los lodos son drenados mediante rastrillos y peines, después son comprimidos progresivamente. La estabilización de los lodos con cal, tiene como propósito elevar el pH a un nivel determinado y durante un tiempo necesario, para eliminar los microorganismos presentes. Después de ser estabilizados, los lodos serán almacenados en contenedores para su disposición final como abono o bien como mejoradores de suelo.

20.4.8 Reusos actuales de las aguas residuales.

20.4.8.1 Reuso del agua residual para riego agrícola. Como ya se mencionó en el apartado 20.3.1.1 “Consumo de agua para diferentes usos”, así como en el 20.3.7.2 “Vertido de las aguas residuales”, el reuso de las aguas residuales más ampliamente aplicado durante muchos años en el Valle de Juárez, ha sido para riego agrícola. La única forma de disminuir el impacto de las aguas residuales ha sido su dilución con otras aguas de mejor calidad antes de la aplicación. Como resultado de problemas de salud por el reuso inadecuado de las aguas residuales y para cumplir con la normativa en materia de control de descargas de agua residual, se construyeron dos plantas de tratamiento de aguas residuales que actualmente están en período de arranque. Las plantas tienen implementada tecnología de tratamiento que permite alcanzar la calidad requerida para el uso del agua tratada en riego agrícola según NOM-001-ECOL/96. Las ampliaciones necesarias de la capacidad de las plantas para dar tratamiento a todas las aguas residuales generadas en la ciudad se presentan en el capítulo anterior. Así se asegurará que en los próximos 20 años todo el agua residual tratada pueda ser reutilizada sin problemas para riego agrícola.

20.4.8.2 Industrias que aplican reuso del agua. La JMAS a través del Departamento de Reuso, tiene en estudio varios programas piloto para reutilizar agua tratada en la industria. Mediante acuerdos bilaterales y en el caso de tener excedentes de esta agua por parte de la industria, cederla al organismo para que evalúe la posibilidad de encontrar usuarios potenciales, siempre y cuando el volumen y la calidad del agua tratada cumplan con las normas aplicables. Con relación a esto, la Junta esta realizando un análisis costo-beneficio por metro cúbico, con el fin de determinar si el proyecto es rentable en el corto plazo. Dentro de este proyecto, se considera como parte importante del costo la inversión en las instalaciones e infraestructura necesarias para almacenar y distribuir, según sea el caso.


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Cabe mencionar, que según el criterio que aplica la JMAS, el costo del metro cúbico de agua tratada debe fluctuar en un 50% menos, del costo por metro cúbico de agua potable. A la fecha la JMAS mediante acuerdos con determinadas industrias ha logrado que algunas industrias implementen sus propios sistemas de tratamiento para aprovechar el agua tratada y no descargarla directamente a la red de drenaje y alcantarillado. Por ejemplo, Ansell-Edmon, Embotelladora de la Frontera, Coclisa S.A. cuentan con instalaciones de saneamiento de agua con un gasto suficiente de agua tratada, para llevar a cabo un reuso, ya sea en riego de áreas verdes, en riego de camellones, reuso interno y en la industria de la construcción. La empresa Ansell Edmont Industrial de México, S.A. de C.V. (fabricación de guantes de látex) tiene un caudal de aguas residuales de 8 l/s a las cuales da tratamiento. Las aguas tratadas se utilizan para riego de áreas verdes del Fraccionamiento Residencial Campos Elíseos. La zona de aplicación del proyecto es un área netamente industrial donde se localizan alrededor de 57 industrias de diversos giros, las cuales demandan cantidades considerables de agua para sus procesos industriales. En la región hay solamente dos pozos que satisfacen la demanda de agua, pero existen grandes áreas no urbanizadas al oriente del Fraccionamiento residencial Campos Elíseos, el cual no está todavía desarrollado en su totalidad. Estas zonas en el futuro también demandarían agua, por lo cual el reuso industrial, como el reuso para el riego de áreas verdes permitirá cubrir por un tiempo determinado el déficit de agua en el futuro. El tratamiento de las aguas residuales que aplica la industria es físico-químico y según los reportes perfectamente satisface los requerimientos de calidad para este tipo de aplicación. El agua tratada se acumula en una cisterna instalada por el ITESM, cerca de la entrada a sus instalaciones. El ITESM utiliza para el riego de sus áreas verdes (42,748.7 m2) alrededor de 2.12 l/s. El resto se bombea desde la cisterna hacia el Fraccionamiento Campos Elíseos. La línea de conducción es de 540 m de largo, mediante tubería de PVC de 152 mm (6 pulg) de diámetro. Con motivo de tratar toda el agua residual que genera el proceso de producción, Embotelladora de la Frontera instaló un sistema de tratamiento biológico de tipo lodos activados, modalidad aireación extendida. La capacidad de diseño de la planta es de 10 l/s, actualmente opera al 40% de la capacidad de diseño. Según el proyecto de reuso, el agua tratada de la planta se podía en otras industrias ubicadas en la zona con requerimientos de calidad de agua de suministro no tan estrictos. En la zona hay dos parques industriales en donde se identificaron 13 usuarios potenciales. Además se contemplaba utilizar el agua para el riego de las áreas verdes en la zona e instalar tomas para pipas, ampliando con esto el alcance del proyecto. Los análisis del agua tratada de la planta, realizados en 1997, indican una concentración de SDT entre 836 y 2,798 mg/l, un rango demasiado elevado para un uso en riego de áreas verdes. Por ello en la actualidad el agua tratada se descarga al alcantarillado municipal, a pesar de que su calidad cumple con los parámetros que establece la normativa para reuso de agua residual tratada en servicios al público. Se necesita un tratamiento adicional para disminuir la concentración de este parámetro y un monitoreo continuo para definir con mayor precisión los parámetros de diseño del tratamiento terciario requerido. Hay plantas, pastos y arbustos más resistentes a la salinidad del agua. Mientras se implemente un módulo de tratamiento terciario, se puede buscar la utilización más racional del efluente o de una parte de este. En cuanto al agua producto del tratamiento existe un acuerdo entre la Embotelladora y la


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JMAS a través del Departamento de Reuso, para disponer de un porcentaje del volumen cuando la JMAS lo considere conveniente y/o cuando ésta lo solicite. El volumen de lodos generado en la planta de la Embotelladora es del orden de 1 a 1.2 ton/día, los cuales reciben un pretratamiento antes de disponerlos a relleno sanitario como lodos estabilizados; éste proceso consta de agregar un polímero para provocar una floculación, una vez realizado este paso, los lodos pasan a los filtros prensa en donde mecánicamente se deshidratan hasta llegar aproximadamente a un 30% de humedad, luego pasan a una tolva donde se les aplica aire caliente para reducir hasta un 5% la humedad y finalmente se les efectúa una prueba CRETIB antes de disponerse al relleno sanitario. La empresa COCLISA, S.A. de C.V. (fabricación de radiadores Cobre/Latón) ha implementado un sistema de reuso de aguas de proceso tratadas en los servicios sanitarios, lo cual les permitió disminuir su consumo de agua potable en un 4,360 gal/día (0.2 l/s). El sistema de tratamiento consiste en neutralización, desgasificación y clarificación. Para el tratamiento de los lodos generados en el tratamiento se cuenta con un filtro-prensa y un secador. Un programa piloto de la JMAS, es integrar al programa general de reuso a los establecimientos con el giro de lavado de carros (existen actualmente alrededor de 250 empresas (o más) de este tipo registradas y otras que operan sin registro). Estos establecimientos tienen un alto consumo de agua potable, y una buena opción, sería venderles agua tratada de las plantas norte y sur, construyendo previamente para ello, las instalaciones necesarias (cuellos de garza) para el suministro de esta agua. En este programa se esta estudiando la manera de que a estas empresas les resulte lo menos oneroso, ya que el transporte del agua tratada, la presurización de sus sistemas y almacenamiento elevarían el costo del agua, pero a corto plazo disminuiría el costo por consumo de agua potable, y sería recuperable la inversión de este tipo de empresas y a su vez impactando positivamente en la preservación del acuífero. Existen todavía muchas oportunidades de reducir el consumo de la industria en la ciudad mediante el reuso de las aguas residuales adecuadamente tratadas. El reuso más fácil de llevar a cabo es en riego de áreas verdes, agua para lavado y limpieza de las instalaciones, agua para hidrantes o dispositivos internos contra incendios, agua para enfriamiento. Como se pudo detectar en el diagnóstico de los usos del agua en la industria, muchas empresas la utilizan para lavado de materias primas y productos. Esta también es una oportunidad de reuso que puede ser rentable en muchas ocasiones. En el trabajo “Análisis del potencial de reuso del agua”, realizado por giro productivo por la JMAS en 1998, se observa un alto potencial de reuso. En el cuadro 20.38 se resume el potencial detectado por giros industriales en la ciudad. Se puede concluir que más del 50% del consumo puede ser reducido mediante la implementación de sistemas de reuso en la industria de Ciudad Juárez.


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Cuadro 20.38 Potencial de reuso del agua en la industria de Ciudad Juárez.

Giro Potencial de reuso l/s

Consumo (m3) 1996 1997

Productos para hospital 3.29 528,937 386,938Productos alimenticios 7.17 909,695 729,381Elaboradora de Arneses 1.34 9,879 53,200Productos electrónicos 26.9 645,395 728,321Productos de la industria automotriz 10.04 255,414 232,188Serigrafía y productos de cartón 0.33 42,157 43,200Productos de cerámica o vidrio 6.54 385,772 406,796Productos electrodomésticos 28.04 97,334 102,218Productos eléctricos 3.27 267,336 242,752Productos de galvanoplastía 21.08 351,847 285,980Productos de obras manufactureras 1.53 73,390 62,762Productos metálicos 0.62 163,328 136,749Productos de piel 1.28 3,737 4,209Totales: 111.43 3,734,248 3,414,694

Fuente: Análisis del potencial de reuso del agua, Empresas establecidas en Ciudad Juárez, Análisis por giro productivo. JMAS, Departamento de Reuso del Agua, Mayo de 1998.

20.4.8.3 Reuso de aguas domésticas tratadas para riego de áreas verdes. El Parque Central cuenta con planta de tratamiento, Hermanos Escobar, que fue construida en el año de 1997 por el Gobierno de Estado y desde septiembre de 1998, se otorgó la Concesión para la operación de la misma a la Empresa Aguas Residuales de Ciudad Juárez. La planta tiene una capacidad de aproximadamente 45 l/s. El tratamiento del agua abarca tratamiento primario, secundario y terciario. El tratamiento terciario consiste en una filtración por un medio de antracita, carbón activado y finalmente una desinfección con hipoclorito de sodio. El uso que se le da al agua tratada es el riego de áreas verdes del propio parque, y se suministra agua al lago del mismo parque para mantener su nivel. También se emplea para riego de algunas áreas verdes municipales como; camellones y parques, además la empresa concesionaria comercializa el agua tratada mediante pipas para diferentes usos. La venta de agua se realiza a empresas de la construcción para riego de terracerías, a prestadoras de servicios para lavado de coches, a industrias de lavado de textiles y también para riego de áreas verdes en parques industriales. De los lodos generados una parte se recircula al sistema de tratamiento, y el resto se pasa a un proceso de deshidratación para posteriormente ser utilizado como composta en las áreas verdes alrededor de la propia planta y del parque. Para el futuro se contempla la elaboración de un proyecto para la instalación de un desecador de lodos estabilizarlos y disponerlos finalmente a relleno sanitario. Un programa piloto que tiene contemplado llevar a la práctica la JMAS, es el aprovechamiento de las aguas grises producidas a nivel domiciliario, en fraccionamientos nuevos. Para esto, se les solicita a los fraccionadores en su proyecto de instalaciones hidrosanitarias, la separación de las instalaciones sanitarias de las de la regadera y lavabo, éstas 2 últimas conducirlas a una cisterna común, donde con previo tratamiento


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(filtración), poderla reutilizar en riego de áreas verdes y lavado de banquetas del mismo fraccionamiento.

20.4.8.4 Ejemplo de reuso de agua residual tratada para la recarga del acuífero utilizando inyección de agua tratada: El Paso, Texas (Fuente: USEPA (1992). Guidelines for Water Reuse. Manual EPA/625/R-92/004. P.114).

El Paso, Texas ha estado inyectando agua tratada de la planta de Fred Hervey al acuífero de Bolsón Hueco desde el mes de junio de 1985. El Bolsón Hueco es un acuífero no confinado que cubre el 65% de demanda de agua potable de El Paso. El agua tratada se conduce desde la planta de tratamiento hasta una serie de 10 pozos de inyección ubicados a una distancia de 1.6 km a 4.8 km de la planta. Los pozos son de 41 cm de diámetro y tienen una profundidad de 107-244 mm. La recarga del acuífero del Bolsón Hueco fue seleccionada como un estudio demostrativo para el proyecto Hay Plains Reuse Project. Este estudio, de 4 años de duración, concluyó en el año 1992. Se investigó el impacto del uso de agua tratada para la recarga del acuífero cuyas aguas se destinan para potabilización. También se evaluó la factibilidad y la efectividad del proceso de tratamiento que aplica la planta. Como parte del estudio, se determinó el tiempo de retención del agua tratada inyectada al acuífero, antes de que sea extraída mediante los pozos ubicados a una distancia de 0.4 a 7.2 km de los pozos de inyección. Para esto se aplicó un modelo de flujo del agua subterránea y de transporte de contaminantes. Los resultados indicaron que el tiempo de retención es entre 5 y 15 años. El agua tratada debe cumplir con los requerimientos de calidad para agua potable antes de ser inyectada al acuífero. La concentración de Cloro Residual que se mantiene en la salida de la planta es de 0.3 mg/l. Esta concentración es necesaria para prevenir el crecimiento bacteriano en los tanques de almacenamiento donde permanece antes de ser inyectada al acuífero. La concentración de Trihalometanos (THM) en el efluente es menor de 0.05 mg/l. Las muestras tomadas de pozos de monitoreo ubicados cerca del lugar de inyección del agua tuvieron relativamente altas concentraciones de THM, pero siempre menores de 0.03 mg/l. El estudio demostrativo incluyó una evaluación completa de la factibilidad de la planta de tratamiento y una identificación del papel que jugaba cada etapa de tratamiento para alcanzar los objetivos de calidad establecidos para el efluente. La revisión de la factibilidad de la planta incluyó y análisis de los contaminantes prioritarios y de los THM en muestras de agua tomadas después de cada proceso y una evaluación de la remoción de biotoxicidad y de patógenos. La Planta de Tratamiento de Fred Hervey tiene una capacidad máxima de 526 l/s. El tratamiento está integrado de 10 etapas. Se empieza con un tratamiento primario que incluye cribado, desarenado, sedimentación y homogeneización del flujo (Lámina 20.1). El efluente del tratamiento primario entra a un proceso bio-físico de dos fases que combina el proceso de lodos activados con la adsorción utilizando carbón activado en polvo


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(sistema PACT). Esta etapa de tratamiento tiene por objetivo la remoción de la materia orgánica, la nitrificación y la desnitrificación del agua. A la segunda fase del proceso se adiciona metanol como fuente de carbono para llevar a cabo la desnitrificación. El lodo secundario que tiene carbón agotado se trata en una unidad de regeneración por medio de oxidación con aire húmedo. El lodo se destruye y el carbón se regenera para su reutilización en el sistema PACT. Después el agua se somete a un tratamiento terciario con cal para remover fósforo y metales pesados, para ablandar el agua y matar los virus presentes en ésta. La remoción de Turbiedad se realiza en filtros de arena, después de lo cual el agua se desinfecta mediante una ozonación. Como un pulimiento final, el agua se pasa por filtros con carbón activado granular y después entra a los tanques de almacenamiento. Entre 1985 y 1990, para la recarga del acuífero Bolsón Hueco, se inyectaron 28x106 m3 de agua tratada. El precio del tratamiento y la inyección del agua en 1992 fue 2.00 Dólares/galón, mayor que el registrado en 1986, de 1.55 Dólares/1000 gal. Antes de que el proyecto de recarga iniciara, el nivel en el acuífero Bolsón Hueco disminuía con una velocidad de 0.6 a 1.8 m/año porque el agua subterránea se extraía 20 veces más rápido que la recarga natural del acuífero. El modelo del agua subterránea indica que los niveles en 1990 son entre 2.4 y 3.0 metros más altos que los que se hubieran tenido sin el proyecto de recarga artificial del acuífero. Lámina 20.1 Diagrama de flujo para el tratamiento del agua utilizada para la recarga de acuífero Bolsón Hueco.

Al sistema de pozos deinyección

1 2 3 4 5 6 7

Carbón Activado enPolvo Metanol Polímero Cal

CO2 Coagulante Ozono Cloro

8 9 10 11 12 13 1 - Rejillas; 2 - Desarenadores; 3 - Sedimentadores Primarios; 4 - Aereación por Contacto (Primera Etapa del Tratamiento Biológico); 5 – Sedimentadores Secundarios de la Primera Etapa; 6 - Desnitrificadores (Segunda Etapa del Tratamiento Biológico); 7 - Sedimentadores Secundarios de la Segunda Etapa; 8 – Coagulación con Cal; 9 - Recarbonatación; 10 - Filtración Directa en Filtros con Arena; 11 – Ozonación; 12 – Adsorción con Carbón Activado Granular; 13 – Cloración y Almacenamiento del agua tratada.

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