Buenos Aires, 24 de Agosto de 2018.

Rudimentos de Ingeniería Ambiental.

(Versión previa)

Dedico este pobre e inconcluso trabajo, con todo mi cariño y

agradecimiento a Dios nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen
María, a mis Papás, mis Santos y mi Ángel de la Guarda.

Agradezco, además, a todas las personas e instituciones que de alguna manera u otra
contribuyeron a este trabajo; sobre todo a mis Señores Alumnos, los que lo fueron, los
que lo son y los que, Dios nuestro Señor mediante, lo serán.

Juan Manuel Sánchez.

Prof. Ing. (U.B.A.)

Hecho el depósito que marca la Ley Nº 11.723

 Al comenzar el día, una tarea, una obra, etc. es bueno encomendarse a Dios, nuestro Señor y ofrecerle
los frutos buenos que de ella puedan resultar, así que creemos conveniente hacerlo, en este caso, con
alguna de las siguientes oraciones.

SALMO 104 (103), [1]. Creó la luna para marcar los tiempos,
Esplendores de la creación y el sol que conoce su ocaso;
mandas la tiniebla y cae la noche,
¡Bendice, alma mía, a Yahvé! cuando rondan las fieras del bosque;
¡Yahvé, Dios mío, qué grande eres! los leoncillos rugen por la presa
Vestido de esplendor y majestad y reclaman a Dios su alimento.
te arropa la luz como un manto,
como una tienda extiendes el cielo, Cuando sale el sol, se recogen,
y van a echarse en sus guaridas;
levantas sobre las aguas tus moradas; el hombre sale a su trabajo,
te sirven las nubes de carroza, para hacer su faena hasta la tarde.
te deslizas sobre las alas del viento;
tomas por mensajeros a los vientos, ¡Cuán numerosas tus obras, Yahvé!
al fuego llameante por ministro. Todas las hiciste con sabiduría,
de tus creaturas se llena la tierra.
Sobre sus bases posaste la tierra,
inconmovible para siempre jamás. Está el mar: grande y dilatado,
Como un ropaje la cubría el océano, con un incontable hervidero
sobre los montes persistían las aguas; de animales, grandes y pequeños;
los surcan los navíos y Leviatán,
a tu bramido emprendieron la huida, a quien creaste para retozar en él.
se precipitaron al escuchar tu trueno,
subiendo a los montes, bajando a los valles, Todos ellos esperan de ti
hasta el lugar que tú les asignaste; que les des su comida a su tiempo;
les pusiste un límite infranqueable, se la das y ellos la toman,
por que no vuelvan a anegar la tierra. abres tu mano y se sacian de bienes.

A los valles envías manantiales, Si escondes tu rostro, desaparecen,

que van discurriendo por vaguadas; les retiras tu soplo y expiran,
abrevan a la bestias del campo, y retornan al polvo que son.
apagan la sed de los onagros; Si envías tu aliento, son creados,
junto a ellos habitan las aves, y renuevas la faz de la tierra.
que entonan su canto entre la fronda.
¡Gloria a Yahvé por siempre,
Riegas los montes desde tu alta morada, en sus obras Yahvé se regocije!
con la humedad de tus cámaras saturas la El que mira a la tierra y tiembla,
tierra; toca los montes y humean.
haces brotar hierba para el ganado,
y las plantas para el uso del hombre, Cantaré a Yahvé mientras viva,
tañeré para mi Dios mientras exista.
a fin de que saque pan de la tierra, ¡Que le sea agradable mi poema!
y el vino que recrea el corazón del hombre, Yo tengo mi gozo en Yahvé.
para que lustre su rostro con aceite ¡Desaparezcan los pecadores de la tierra,
y el pan conforte el corazón del hombre. nunca más existan los malvados!
¡Bendice alma mía a Yahvé!
Los árboles de Yahvé se empapan a placer, Notas:
y los cedros del Líbano plantados por él; onagro: asno silvestre de pelo pardo y andar
allí ponen los pájaros su nido, muy veloz, que habita en Asia y África, [2].
su casa en su copa la cigüeña. cámaras del cielo: habitáculo de la divinidad,
Los ricos acogen a los rebecos, damanes: pequeños mamíferos parecidos a las
las rocas cobijan a los damanes. marmotas y que viven en colonias.
rebecos: gamuza, especie de antílope, [2].
SALMO 148, [1]. ¡Alabad a Yahvé desde la tierra,
Alabanza de la creación monstruos del mar y abismos todos,
fuego y granizo, nieve y bruma,
¡Aleluya! viento tempestuoso, que hace su voluntad,
¡Alabad a Yahvé desde el cielo,
alabadlo en las alturas, montañas y todas las colinas,
alabadlo, todos sus ángeles, árboles frutales y todos los cedros,
todas sus huestes, alabadlo! fieras y todos los ganados,
reptiles y pájaros que vuelan,
¡Alabadlo, sol y luna,
alabadlo, estrellas lucientes, reyes de la tierra y pueblos todos,
alabadlo, cielos de los cielos, dignatarios y jueces de la tierra,
aguas que estáis sobre los cielos! jóvenes y doncellas también,
los viejos junto con los niños!
Alaben ellos el nombre de Yahvé,
pues él lo ordenó y fueron creados; Alaben el nombre de Yahvé:
él los fijó por siempre, por los siglos, sólo su nombre es sublime,
les dio una ley que nunca pasará. su majestad sobre el cielo y la tierra.
Él realza el vigor de su pueblo,
orgullo de todos sus fieles,
de los hijos de Israel, pueblo de sus íntimos.

[1]Copiado de: Biblia de Jerusalén. Nueva edición. Desclée De Brouwer, S.A. Bilbao, 2009.
[2] Alemany Bolufer, José. LA FUENTE. Diccionario Enciclopédico Ilustrado de la Lengua Española.
Ramón Sopena, Barcelona, 1936.
 CÁNTICO DEL HERMANO SOL [Cánt] o ALABANZAS DE LAS CRIATURAS de San Francisco
de Asís, que copiamos de
http://www.franciscanos.org/esfa/escritossf.html#cant y http://www.franciscanos.org/esfa/cantsol.html
en sus versiones castellana e italiana original respectivamente, con autorización del Rdo. Padre. Don
Joaquín M. Beltrán, ofm, a quien le agradecemos mucho.
CÁNTICO DEL HERMANO SOL [Cánt] CANTICUM FRATRIS SOLIS [CantSol]
o vel
ALABANZAS DE LAS CRIATURAS LAUDES CREATURARUM
1 1
Altísimo, omnipotente, buen Señor, Altissimu onnipotente bon signore,
tuyas son las alabanzas, la gloria y el honor y toda tue so le laude, la gloria e l'onore et onne
bendición. benedictione.
2 2
A ti solo, Altísimo, corresponden, Ad te solo, altissimo, se konfano,
y ningún hombre es digno de hacer de ti mención. et nullu homo ene dignu te mentovare.
3 3
Loado seas, mi Señor, con todas tus criaturas, Laudato sie, mi signore, cun tucte le tue creature,
especialmente el señor hermano sol, spetialmente messor lo frate sole,
el cual es día, y por el cual nos alumbras. lo qual'è iorno, et allumini noi per loi.
4 4
Y él es bello y radiante con gran esplendor, Et ellu è bellu e radiante con grande splendore,
de ti, Altísimo, lleva significación. de te, altissimo, porta significatione.
5 5
Loado seas, mi Señor, por la hermana luna y las Laudato si, mi signore, per sora luna e le stelle,
estrellas, in celu l'ài formate clarite et pretiose et belle.
en el cielo las has formado luminosas y preciosas y 6
Laudato si, mi signore, per frate vento,
bellas. et per aere et nubilo et sereno et onne tempo,
6
Loado seas, mi Señor, por el hermano viento, per lo quale a le tue creature dai sustentamento.
y por el aire y el nublado y el sereno y todo tiempo, 7
Laudato si, mi signore, per sor aqua,
por el cual a tus criaturas das sustento. la quale è multo utile et humile et pretiosa et casta.
7
Loado seas, mi Señor, por la hermana agua, 8
Laudato si, mi signore, per frate focu,
la cual es muy útil y humilde y preciosa y casta. per lo quale enn'allumini la nocte,
8
Loado seas, mi Señor, por el hermano fuego, ed ello è bello et iocundo et robustoso et forte.
por el cual alumbras la noche, 9
Laudato si, mi signore, per sora nostra matre terra,
y él es bello y alegre y robusto y fuerte. la quale ne sustenta et governa,
9
Loado seas, mi Señor, por nuestra hermana la et produce diversi fructi con coloriti flori et herba.
madre tierra, 10
Laudato si, mi signore, per quelli ke perdonano
la cual nos sustenta y gobierna, per lo tuo amore,
y produce diversos frutos con coloridas flores y et sostengo infirmitate et tribulatione.
hierba. 11
10
Beati quelli ke 'l sosterrano in pace,
Loado seas, mi Señor, por aquellos que perdonan ka da te, altissimo, sirano incoronati.
por tu amor, 12
y soportan enfermedad y tribulación. Laudato si, mi signore, per sora nostra morte
11
corporale,
Bienaventurados aquellos que las soporten en paz, da la quale nullu homo vivente po' skappare.
porque por ti, Altísimo, coronados serán. 13
12
Guai a quelli, ke morrano ne le peccata mortali:
Loado seas, mi Señor, por nuestra hermana la beati quelli ke trovarà ne le tue sanctissime
muerte corporal, voluntati,
de la cual ningún hombre viviente puede escapar. ka la morte secunda nol farrà male.
13
¡Ay de aquellos que mueran en pecado mortal!: 14
Laudate et benedicete mi signore,
bienaventurados aquellos a quienes encuentre en tu et rengratiate et serviateli cun grande humilitate.
santísima voluntad,
porque la muerte segunda no les hará mal.
14
Load y bendecid a mi Señor,
y dadle gracias y servidle con gran humildad.
ORACIÓN POR NUESTRA TIERRA, [3].
Dios omnipotente, para que sembremos hermosura
que estás presente en todo el universo y no contaminación y destrucción.Toca los
y en la más pequeña de tus criaturas, corazones
Tú, que rodeas con tu ternura todo lo que existe, de los que buscan sólo beneficios
derrama en nosotros la fuerza de tu amor a costa de los pobres y de la tierra.
para que cuidemos la vida y la belleza. Enséñanos a descubrir el valor de cada cosa,
Inúndanos de paz, para que vivamos como a contemplar admirados,
hermanos y hermanas sin dañar a nadie. a reconocer que estamos profundamente unidos
Dios de los pobres, con todas las criaturas
ayúdanos a rescatar en nuestro camino hacia tu luz infinita.
a los abandonados y olvidados de esta tierra Gracias porque estás con nosotros todos los días.
que tanto valen a tus ojos. Aliéntanos, por favor, en nuestra lucha
Sana nuestras vidas, por la justicia, el amor y la paz.
para que seamos protectores del mundo Alabado seas.
y no depredadores,

ORACIÓN CRISTIANA CON LA CREACIÓN, [3].

Te alabamos, Padre, con todas tus criaturas,
que salieron de tu mano poderosa. Dios de amor,
Son tuyas, muéstranos nuestro lugar en este mundo
y están llenas de tu presencia y de tu ternura. como instrumentos de tu cariño
Alabado seas. por todos los seres de esta tierra,
porque ninguno de ellos está olvidado ante ti.
Hijo de Dios, Jesús, Ilumina a los dueños del poder y del dinero
por ti fueron creadas todas las cosas. para que se guarden del pecado de la
Te formaste en el seno materno de María, indiferencia,
te hiciste parte de esta tierra, amen el bien común, promuevan a los débiles,
y miraste este mundo con ojos humanos. y cuiden este mundo que habitamos.
Hoy estás vivo en cada criatura Los pobres y la tierra están clamando:
con tu gloria de resucitado. Señor, tómanos a nosotros con tu poder y tu luz,
Alabado seas. para proteger toda vida,
para preparar un futuro mejor,
Espíritu Santo, que con tu luz para que venga tu Reino
orientas este mundo hacia el amor del Padre de justicia, de paz, de amor y de hermosura.
y acompañas el gemido de la creación, Alabado seas.
tú vives también en nuestros corazones Amén.
para impulsarnos al bien.
Alabado seas.

[3] CARTA ENCÍCLICA LAUDATO SI’ DEL SANTO PADRE FRANCISCO SOBRE EL
CUIDADO DE LA CASA COMÚN, Roma, 24 de mayo, Solemnidad de Pentecostés, del año 2015,
disponible en:
http://w2.vatican.va/content/francesco/es/encyclicals/documents/papa-francesco_20150524_enciclica-
laudato-si.pdf
OBJETIVOS del libro:

Que el Señor Lector sea capaz de:

1. reconocer los posibles efectos de las obras humanas sobre el medio ambiente y los seres vivos
que lo pueblan,
2. cuantificar dichos efectos,
3. minimizar los efectos negativos y acrecentar los positivos.
Todo lo anterior bajo la premisa del cumplimiento del mandato divino de amar a Dios nuestro Señor
sobre todas las cosas y al prójimo como a uno mismo; consecuentemente amar y respetar a la Creación y
no hacer a otros lo que no deseamos que nos hagan y hacerles lo que deseamos que nos hagan, por lo
tanto el objetivo de toda acción humana debe ser el bien del otro, dar un servicio, proveer un bien,
satisfacer una necesidad verdadera, no ganar dinero, títulos u honores.

Índice de temas

Apunte Nº 1: El ecosistema y la energía.

Apunte Nº 2: Introducción al estudio de la contaminación del agua.
Autodepuración de un cuerpo de agua.
Indicadores biológicos.
Apunte Nº 3: Parámetros para evaluar la calidad de aguas y de efluentes líquidos.
Apunte Nº 4: Pasos previos al diseño y cálculo de una planta para el tratamiento de efluentes líquidos.
Tratamiento de efluentes líquidos.
Apunte Nº 5: Introducción al estudio de la contaminación del aire.
Apunte Nº 6: Gases de escape, su medición y tratamiento.
Apunte Nº 7: Suelos.
Residuos sólidos.
Apunte Nº 8: Aprovechamiento directo de la energía solar (aún en conversión a .pdf).
Anexo I: Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos de los problemas.

Oración final: estimado Lector la copié de un libro de Misa que me regalaron mis Papás cuando era niño,
me gusta mucho y me ha sido muy útil en más de una vez. Si lo desea la puede copiar en
ambas caras de una hoja A4 y al cortarla por la mitad y doblarla verticalmente al medio
quedan dos ejemplares, si me salieron bien las cosas.

---o---
 Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.
Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Seguridad Ambiental y del Trabajo B, 77-08.
Seguridad Ambiental y del Trabajo A, 77-09.
Gestión Ambiental, 97-05.

Apunte Nº 1.

El ecosistema y la energía.
Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 21 de Agosto del 2.017.

APUNTE Nº 1, El ecosistema y la energía, 21 VIII 2017 bII

 El ecosistema y la energía. 1.

El ecosistema y la energía.
Los recursos naturales, su clasificación.
Recurso, en su sentido amplio, significa algo que se usa o se puede usar. Cuando ese "algo" es sumi-
nistrado por la naturaleza diremos que se trata de un recurso natural.
A los recursos naturales se los puede clasificar en renovables, o de flujo, y en no renovables, o estáticos.
Un recurso natural es renovable porque se puede "hacer de nuevo", [1], es decir el recurso de alguna
forma se vuelve a "poner de nuevo" a disposición del que lo pueda usar, p. ej. una gallina pone un huevo
del que nace un pollito, que al crecer y convertirse en gallina podrá poner huevos, que originarán nuevos
pollitos y así sucesivamente. Entonces diremos que la fauna es un recurso renovable.
Por otra parte, si los recursos renovables son usados sabiamente estarán siempre a disposición, p. ej. la
fauna explotada sabiamente siempre estará a disposición, al menos en una escala humana del tiempo y
mientras no medie una catástrofe natural.
Los recursos no renovables son aquellos que permiten un solo uso, o, como máximo, se los puede vol-
ver a usar un número muy limitado de veces. P. ej. un yacimiento de mineral de hierro tiene una vida li-
mitada; es decir, a medida que se extrae el mineral el yacimiento se va agotando, tanto es así que los ya-
cimientos de minerales contablemente se amortizan; y aún las aleaciones metálicas obtenidas a partir del
hierro admiten, a lo sumo, un número muy limitado de reciclados, por refundición.
Además distinguiremos los recursos inagotables y los agotables.
"Agotar" es "extraer todo el líquido que haya en una capacidad cualquiera", "gastar del todo, consu-
mir", [1]. Por lo que diremos que un recurso natural es agotable cuando por ser usado se consume, des-
aparece o deja de ser útil para nuevos usos.
El agotamiento puede serlo en calidad o en cantidad
Podemos pensar en un agotamiento en calidad, por ejemplo si deseamos usar agua para darla a beber a
una vaca pero volcamos un veneno en la misma, el agua permanecerá pero ya no será útil para el fin que
le dimos, podremos decir que se habrá agotado en calidad. P. ej. nuestro Riachuelo de los Navíos tiene el
agua totalmente agotada en calidad, al menos para los usos comunes.
También el agotamiento puede serlo en cantidad, un explorador que atraviesa el desierto y se queda
sin agua en su cantimplora dirá que se agotó el agua en cantidad.
Los inagotables son aquellos cuya disponibilidad es más o menos constante, independientemente del
uso que de ellos se haga y siempre con referencia a una escala humana de tiempo. Por ejemplo la energía
solar se encuentra en este grupo. A su vez son agotables aquellos recursos que por el simple uso dejan,
más o menos rápidamente, o pueden dejar de quedar a disposición del usuario, actual o futuro; p. ej. los
minerales de hierro recién mencionados se dice que son agotables, también la fauna es un recurso agota-
ble pues se llega a su exterminio si no se la usa sabiamente.
Es decir los recursos no renovables son agotables pero los renovables se agotan si se los usa mal, en
cambio no se agotan si se los usa sabiamente, o sea que un recurso sea renovable no implica necesaria-
mente que no se pueda agotar. Incluso el agua o la atmósfera, dos recursos típicamente renovables e in-
agotables a escala terrestre pueden llegar a ser agotables a escala menor, p. ej. local. Así un río del que se
extraen excesivos caudales para riego puede llegar virtualmente a desaparecer de la superficie, con lo que
podemos decir que se agotó como recurso aguas abajo de un cierto lugar; el problema es más notable aún
si lo referimos no a cantidad sino a calidad, si se arrojan grandes cantidades de aguas residuales y otros
desechos en un curso de agua puede alterarse su calidad hasta el punto de hacerlo inútil para casi cual-
quier destino, si no piénsese en nuestro querido Riachuelo de los Navíos, recién mencionado.
Observemos que la idea de renovabilidad se centra en el recurso, el que se renueva es el recurso; en
cambio la noción de agotabilidad se enfoca más en el usuario, si el que usa un recurso lo hace mal o en
exceso se agotará; a veces el solo hecho de usar un recurso implica su agotamiento, así un yacimiento de
minerales o de combustibles fósiles se agota, independientemente del uso que se dé al material extraído.
De acuerdo a lo dicho podemos clasificar groseramente a los recursos naturales, según [2], en:
renovables:
1) energía solar, 4) suelo, 7) ecosistema;
2) aire, 5) fauna,
3) agua, 6) flora,
no renovables:
a) minerales, metalíferos o no,
b) combustibles fósiles fluidos.
2. El ecosistema y la energía.

Dentro de los mencionados podemos incluir a todos los recursos naturales, así p. ej. a la energía ma-
reomotriz la podemos incluir dentro del agua, a la energía nuclear dentro de los minerales, etc.
A esta vieja lista, más allá de su sencillez y utilidad didáctica, la mantenemos como recuerdo y modes-
to homenaje a los que fundaron la Cátedra de Recursos Naturales, en nuestra querida Facultad de Inge-
niería de la Universidad de Buenos Aires, aproximadamente en 1.974, la Dra. María Buchinger de Alitisz
y sus colaboradores; dicha Cátedra devino en las actuales Introducción a la Ingeniería Ambiental y Pro-
yectos Nacionales e Ingeniería Ambiental y otras derivadas de ellas.
Prácticamente todos los recursos son agotables, algunos por el sólo hecho de ser usados, como los no
renovables, u otros si son mal usados.
En general a escala planetaria es muy difícil pensar en el agotamiento de los recursos renovables, pero
sí en escala regional o local. P. ej. un edificio alto condena a la sombra a los que lo rodean, degradando
totalmente la calidad de la vida en ellos, incluso induciendo la aparición de enfermedades, pues los trueca
en fríos, húmedos, habrá que iluminarse artificialmente en forma casi continua, etc., además anula casi
por completo la posibilidad del aprovechamiento directo de la energía solar en los mismos.
Aunque la cantidad de aire a escala planetaria no presenta pérdidas significativas, al menos conocidas
por el autor, si puede haber cambios en su calidad. Habría que confirmar la noticia que indica una pérdida
constante de helio al espacio exterior, debida a su pequeñísima densidad, lo que aconsejaría su recupera-
ción del gas natural antes de su distribución o bien de su venteo.
El aire a escala mundial presentaría un exceso de gases contaminantes que implicaría cambios climáti-
cos más o menos bien probados, en escala regional fenómenos como la lluvia ácida generan problemas
serios de deterioro en bosques, contaminación de lagos, etc. en escala urbana la calidad del aire provoca
daños a la salud y agrava enfermedades preexistentes, en particular las que afectan al sistema respiratorio.
En la microescala de una habitación puede sufrir cambios tales que lo tornen mortal, como desgraciada-
mente se prueba casi todos los inviernos cuando por braseros de carbón que generan monóxido de carbo-
no mueren familias enteras, o bien cuando por fugas de gas natural en lugares muy cerrados resulta una
disminución letal en la concentración de oxígeno.
La cantidad de aire sólo excepcionalmente puede ser un problema, p. ej. lo sería para un buzo cuya es-
cafandra se rompiera, o para un astronauta cuya cabina dejara escapar el aire hacia el exterior.
En cuanto al agua, nuevamente su cantidad a escala mundial no parece decrecer pero si puede hacerlo
a escalas más reducidas. Así la sobreexplotación de algunos ríos en la parte superior de sus cuencas ha
llevado a graves problemas en sus porciones inferiores, p. ej. hubo un célebre litigio entre nuestras pro-
vincias de la Pampa y Mendoza por el aprovechamiento del río Atuel.
Notemos que existen cuerpos de agua subterráneos que no tienen un área de recarga, por lo cual el vo-
lumen disponible de agua es limitado, aunque pueda ser muy grande, entonces constituyen fuentes agota-
bles de agua, a veces de muy buena calidad.
La calidad del agua puede deteriorarse, p. ej. algunos mares, como el Mediterráneo ya presentan pro-
blemas al respecto, al menos en bastas zonas, lo mismo sucede con amplias áreas costeras de los océanos,
donde las corrientes arrastran efluentes cloacales e industriales en forma aproximadamente paralela a la
ribera, creando problemas más o menos graves para la cría comercial de moluscos y otros animales marinos.
La cantidad de suelos aptos para la agricultura se ha ido reduciendo enormemente durante la historia,
así ya Platón se quejaba, unos cuatrocientos años antes de la venida de nuestro Señor Jesucristo, por la
desertización de Grecia; amplias zonas de la Mesopotamia asiática y del norte de África, otrora vergeles
que alimentaron a Asiria, Babilonia o Roma, hoy son desiertos, parece que en gran parte por una explota-
ción excesiva y no siempre correcta, a la luz de los conocimientos actuales, aunque cabría preguntarse si
no hay también procesos naturales agregados. En nuestra República Argentina muchos miles de hectáreas
corren riesgos similares por el desmonte, la mala explotación o la sobreexplotación, etc.
La calidad del suelo puede deteriorarse también por la introducción de contaminantes, como ciertos
agroquímicos, en particular biocidas, y desechos industriales.
En cuanto a la cantidad de individuos de la fauna y la flora difícilmente se pueda estimar si hay algún
cambio, pero evidentemente hay sí desaparición de especies, por muerte directa de sus componentes o por
cambios en su medio, así muchas veces el desmonte irracional acorrala a sus integrantes en áreas muy pe-
queñas, insuficientes para asegurar su subsistencia.
No obstante no debemos olvidar que han desaparecido de la faz de la tierra muchas más especies por
causas naturales que por acción humana, pero mientras las primeras son inevitables las segundas no lo son.
Los yacimientos minerales son en principio agotables en cantidad, mucho más raramente lo serían en
calidad, p. ej. por introducción de líquidos tóxicos en un yacimiento de petróleo.
 El ecosistema y la energía. 3.

El ecosistema.
Vistos ya los recursos naturales en forma global, procuremos comprender mejor el sentido de la pala-
bra "ecosistema", hay muchas definiciones al respecto, tal vez la más clara sería:
"Cualquier unidad que incluya a la totalidad de los seres vivos de un área determinada que actúan en
reciprocidad con el medio físico de modo que una corriente de energía conduzca a una estructura trófica,
una diversidad biótica y a ciclos materiales claramente definidos dentro del sistema es un sistema ecoló-
gico o ecosistema ", de [6] modificada. Debemos resaltar que en el ecosistema se incluyen tanto los seres
vivos como las cosas no vivas, la energía y el tiempo.
Los componentes del ecosistema son:
1) entes no vivos
1.1 cosas materiales
1.2 energía: radiante solar, gravitatoria, etc.
1.3 tiempo
2) entes vivos
1) entes no vivos
1.1 cosas materiales, que podemos ordenar conforme a la tabla 1.
Según su es- Según su composición química
tado físico: Inorgánicos: Orgánicos:
Oxígeno (O2), Nitrógeno (N2), Argón (Ar),Hidrógeno (H2), dióxido metano (CH4),
Gases de nitrógeno (NO2), óxido nítrico (NO), dióxido de carbono (CO2), etano (C2H6),
dióxido de azufre (SO2), etc. butano (C3H8)
hidrocarburos *** ,
Vapores vapor de agua (H2O), vapor de mercurio (Hg)
alcoholes, éteres
hidrocarburos***,
Líquidos agua líquida (H2O), gotitas de mercurio (Hg)*, amalgama de oro** alcoholes, éteres,
aceites
hielo (H2O), calcita o espato calizo (CO3Ca), siderita (CO3Fe), hidrocarburos***,
cuarzo (SiO2), pirita (S2Fe), SCu, blenda (SZn), galena (SPb), an- celulosa, lignina,
Sólidos hidrita (SO4Ca), halita (ClNa), yeso (SO4Ca•2H2O), caolinita quitina, ácidos
([Si4O10](OH)8 Al4), se presentan como elementos: azufre (S), co- húmicos, grasas
bre(Cu), plata (Ag), oro (Au), cinabrio (SHg), etc., etc.
* raramente se presenta en gotitas sobre el cinabrio, como producto de su descomposición, o en
cantidades mayores llenando llenando geodas de cuarzo en California, [33].
Composición y nombres de los minerales según [33].
** la amalgama de oro se puede presentar sólida o líquida, [33].
***hidrocarburos de 5 ó más átomos de carbono en la molécula son líquidos a temperatura am-
biente, p. ej. el punto de ebullición del pentano normal, (CH3 (CH2) 3 CH3), es de 36,3ºC y el del
neopentano , [(CH3) 2 C (CH3) 2], es de 9,5ºC, pero el hexadecano normal, con 16 átomos de car-
bono en su molécula, funde a 18,5ºC y se presenta formando hojuelas a temperatura ambiente, y
el octodecano normal, con 18 átomos de carbono, lo hace a 28º y se presenta cristalino a tempera-
tura ambiente, [46].
Tabla 1. Componentes materiales de un ecosistema y algunos pocos ejemplos.
Notemos que el agua aparece en sus tres estados, dependerá de las condiciones locales que prevalezca
en uno u otro, evidentemente en la atmósfera generalmente se encuentra como vapor, pero también como
sólido, p. ej. en la nieve o el granizo, o como líquido en las gotas de lluvia; en los suelos de nuestras alti-
tudes y latitudes se presenta normalmente como líquido y vapor, pero en las altas montañas o latitudes se
suele encontrar como hielo, etc.
En general el mercurio se presenta en la naturaleza en estado sólido, p. ej. como sulfuro de mercurio
(SHg, cinabrio o cinabarita) o amalgamado con plata, pero ocasionalmente también aparece, en muy poca
cantidad, en estado líquido, como mercurio metálico formando gotitas sobre el cinabrio, resultante de su
descomposición, [33], a su vez el mercurio líquido fácilmente se evapora pasando a formar vapores de
mercurio.
1.2 energía: radiante solar, gravitatoria, etc.
La energía radiante solar es una fuente fundamental de energía para los seres vivos de la Tierra y, entre
ellos, el hombre, pues, como veremos luego, transformándose en energía química de la materia orgánica,
 4. El ecosistema y la energía.

a través del proceso de la fotosíntesis, es el origen casi único de la energía usada por los seres vivos. De
de la materia orgánica así producida obtendrá su energía el propio organismo fotosintetizador para sinteti-
zar materia orgánica compleja, y todas sus otras actividades vitales; lo mismo los animales, por ejemplo
la transformamos en calor, movimiento, etc., así el sutilísimo acto de pensar requiere el consumo de mucha
energía, la que en última instancia proviene del Sol a través de nuestros alimentos.
Pero no es esa la única forma, ni siquiera la mayor en cantidad, en la que la energía radiante solar
permite la vida en los ecosistemas, otras lo son, p.ej.:
-transformada en energía térmica permite que la temperatura sobre la tierra sea la adecuada para la vi-
da, aunque existen otras fuentes de calor, como el acumulado en el magma terrestre, resultaría de im-
portancia muy secundaria al respecto;
-también como calor evapora el agua de lagos, ríos, mares, etc., que luego, transportada por los vien-
tos, caerá como lluvia o nieve aportando el líquido vital para plantas y animales,
-incluso muchos vientos reconocen como origen la diferencia de densidad, consecuencia de la de tem-
peraturas de distintas masas de aire y esto se debe a un calentamiento diferente de dichas masas de aire
por la radiación solar.
Por otra parte son pocas las fuentes de energía que podemos reconocer en la tierra distintas de la ra-
diante solar, p.ej.:
- de la energía original del sistema solar resulta la rotación terrestre que interviene, p. ej. en los vientos
llamados geostróficos, los cuales resultan del equilibrio de la fuerza del gradiente de presión y de la fuer-
za de Coriolis, y en los vientos de gradiente, en los que al efecto de las fuerzas anteriores se suma el de la
fuerza centrífuga originada en la curvatura de las isobaras, [51];
- de la acción gravitatoria del Sol y de la luna resultan las mareas, muy importantes, p. ej. para los eco-
sistemas litorales;
i - originado también, tal vez, en aquella energía original de nuestro sistema solar, el calor de las capas
más o menos profundas de la corteza terrestre puede adquirir importancia en ciertas zonas volcánicas, en
las que puede originar ecosistemas muy particulares, y en casos de erupciones volcánicas, cambios más
menos pronunciados;
- así mismo, de las profundidades aparece la energía mecánica que provoca los terremotos;
- de las radiaciones ionizantes provenientes de los rayos cósmicos y de la fisión radioactiva de ciertos
elementos minerales de la corteza terrestre resulta liberación natural de energía de importancia relativa-
mente escasa como tal, pero de gran significación como posible origen natural de mutaciones biológicas;
- energía proveniente de otros cuerpos celestes, de acción más o menos desconocida sobre los ecosis-
temas terrestres.
1.3 el tiempo
Es un componente fundamental a ser tenido en cuenta al estudiar un ecosistema. Así como un niño re-
cién nacido no es igual a otro de unos pocos años, a un adulto o a un anciano, lo que ha llevado a la medi-
cina a crear especialidades para tratar cada intervalo de edades (neonatología, pediatría, clínica general,
gerontología, etc.) un ecosistema cambia en el tiempo, así aparecen fluctuaciones de ciertas variables, p.
ej. cambios aleatorios en la salinidad del agua hacen variar el número de individuos de una especie dada
en torno de un valor más o menos constante, fluctuaciones climáticas no regulares, algunas de varios años
o siglos de duración; pero en la naturaleza hay cambios que se producen periódicamente, por ejemplo el
día y la noche, las estaciones del año, etc., que influyen directamente en los seres vivos y en las poblacio-
nes que ellos integran, así se puede hablar de ritmos o ritmos internos a los que el ecosistema está adapta-
do; observemos que lo que es una fluctuación para un organismo de vida breve puede ser simplemente
ritmos de actividad interna para los de vida larga; p. ej. para un organismo que vive un par de horas son
muy diferentes la noche y el día, en cambio para nosotros simplemente son cambios periódicos que se re-
piten a lo largo de nuestra vida; los cambios periódicos, o ritmos, y los no tan periódicos, las fluctuacio-
nes, nunca vuelven al sistema al punto de partida, entonces aparecen cambios que se extienden a lo largo
del tiempo, sobre decenios, siglos o milenios, se los llama sucesiones; generalmente las sucesiones mues-
tran cierta tendencia y los cambios que tienen lugar pueden deberse a factores puramente ambientales (o
alóctonos), fuera del control de los organismos, o a factores más o menos directamente relacionados con
los propios seres vivos (o factores autóctonos), p. ej. la fotosíntesis oxigénica habría cambiado totalmente
la composición de la atmósfera, con todas sus consecuencias, [3].
2) entes vivos
conforme a la estructura celular se los divide en:
2.1.a procarióticos, carecen de núcleo diferenciado, son microscópicos, incluyen a las bacterias y
las arqueas,
 El ecosistema y la energía. 5.

2.1.b eucarióticos, poseemos, núcleo diferenciado, en principio lo constituimos todo el resto de los
seres vivos, pueden ser unicelulares, como los protozoarios, o pluricelulares, como nosotros,
2.1.c los virus, extrañas criaturas, son considerados organizaciones biológicas extremadamente pe-
queñas (entre 20 y 300 nm), parásitos obligados de células, carecen de sistema energético y
de capacidad de autorreproducirse [4].
En el ANEXO I ampliamos algo el tema, sobre todo con referencia a los procariontes.
según su capacidad para transformar el carbono inorgánico en carbono orgánico se los clasifica en:
2.2.a autótrofos: capaces de transformar el carbono inorgánico en carbono orgánico, para ello ne-
cesitan energía, de acuerdo con la forma de la misma a su vez se los clasifica en:
2.2.a.1 autótrofos fotosintetizadores, o fotolitotrofos,la energía que emplean en dicha transformación es
energía radiante, en la naturaleza energía radiante solar, artificialmente puede ser provista, p. ej.,
por una lámpara en el laboratorio;
2.2.a.2 autótrofos quimiosintetizadores, o quimiolitotrofos, la energía para la transformación de
carbono inorgánico en orgánico proviene de reacciones químicas de oxidorreducción;
Otra forma de definir a un organismo autótrofo es diciendo que es el que puede sintetizar
todos sus componentes celulares a partir de moléculas simples mediante la energía que ob-
tiene de la luz solar (fotoautótrofo) o de la oxidación de compuestos inorgánicos (quimiolito-
trofo), [57].
2.2.b heterótrofos: somos incapaces de transformar carbono inorgánico en carbono orgánico, al
menos en cantidades significativas para la vida, empleo la primera persona del plural pues
los seres humanos estamos incluidos en este grupo.
También se puede definir al organismo autótrofo como aquel que obtiene la energía libre a
partir de la oxidación de compuestos orgánicos producidos por otros organismos, [57].
2.2.c mixotrofos, es decir tienen capacidad de usar conjuntamente productos orgánicos e inorgáni-
cos como fuente de carbono y/o energía, p. ej. si un microorganismo es capaz de crecer em-
pleando materia orgánica como fuente de carbono y energía pero aumenta su rendimiento
energético si se agrega H2 a la atmósfera del cultivo, o bien si se incorpora CO2 lo incorpora
al material celular, [35].
de acuerdo a la necesidad de que exista oxígeno molecular en el medio se los divide en:
2.3.a aeróbicos o aerobios, cuando precisamos que exista oxígeno molecular en el medio, p. ej. los
seres humanos en el aire que respiramos, los peces lo necesitan como gas disuelto en el agua
en la que viven, o según [57] aeróbico es el organismo que usa O2 como agente oxidante para
la degradación de los nutrientes.
2.3.b anaeróbicos o anaerobios, los que no precisan que exista oxígeno molecular en el medio, in-
cluso para muchos de ellos el oxígeno molecular les resulta tóxico y mueren en su presencia,
2.3.c facultativos o facultativo anaeróbico, aquellos que en ausencia de oxígeno se comportan
como anaeróbicos y en presencia de dicho gas como aeróbicos.
O, de acuerdo con [57], anaeróbico es el organismo que no utiliza O2 como agente oxidan-
te para la degradación de los nutrientes; un anaeróbico estricto no puede crecer en presencia de
O2, mientras que un anaeróbico facultativo puede hacerlo en presencia o ausencia de O2.
En el Anexo II profundizaremos algo más estos temas.
Recordemos que se puede ordenar a la materia viva en función de su nivel de organización creciente
como sigue, [6]:
GEN CROMOSOMA NÚCLEO CÉLULA TEJIDO ÓRGANO ORGANISMO POBLACIÓN COMUNIDAD.

Una población es un conjunto de organismos de una misma especie, p. ej. una población de ciervos, de
cardos, etc. También se puede aplicar el concepto a un conjunto de individuos que, aún cuando no perte-
nezcan a la misma especie pueden realizar intercambio genético, dando lugar a híbridos, como los caba-
llos y los asnos. Una comunidad es el conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en una
zona determinada, [58].
De esto surge que la definición de ecosistema no se refiere a una especie (animal o vegetal) en particu-
lar; sino al conjunto de seres vivos que pueblan el área, ya que habla de comunidad, es decir el conjunto
de seres vivos de todas las especies diferentes de que se trate, y no de población, es decir el conjunto de
organismos de una misma especie.
Observemos que la definición no fija límites al sistema, éstos quedan a criterio del observador, así po-
demos extenderlos a la totalidad del planeta como reducirlos a las paredes de una caja de Petri, que es una
6. El ecosistema y la energía.

caja cilíndrica, de vidrio o plástico, con tapa y que se usa para realizar ensayos microbiológicos. Otros
ejemplos de ecosistema podrían ser un lago, el fondo del mismo, sus riberas, etc.
Permítaseme un ejemplo burdo pero ilustrativo, un reloj está constituido por engranajes, agujas, cuer-
da, volante, la caja que los encierra, hasta podríamos incluir potencialmente la energía para su acciona-
miento, pero todo esto no es un reloj, para serlo todos estos elementos deben estar interrelacionados entre
sí, pero a su vez tampoco la interrelación por sí sola define al sistema "reloj"; es decir el sistema "reloj",
más exactamente "reloj en funcionamiento", queda definido por sus elementos constitutivos, la energía
que los anima y la interrelación entre ellos. De igual manera un ecosistema resulta de la suma de los seres
vivos, el ambiente inerte, y la acción mutua o interacción entre todos ellos. Como ejemplos sencillos de
las acciones mutuas entre los componentes vivos e inertes del ecosistema podemos poner: el castor (ser
vivo) altera el curso de los ríos y arroyos (medio inerte) construyendo presas; los leones (seres vivos) ca-
zan a las cebras (seres vivos) para alimentarse; como consecuencia del frío polar (medio inerte) los osos
blancos (seres vivos) han desarrollado pelos de tipo particular altamente reflectantes y aislantes; la lluvia
y el viento (componentes inertes) erosionan las rocas y el suelo (componentes inertes).
La interacción entre los seres vivos y el medio físico se manifiesta por el intercambio de materia y
energía en ambos sentidos.
A su vez el ecosistema en su conjunto intercambia materia y energía con el medio que lo rodea. P. ej. la
energía radiante solar entra al sistema como calor pero, principalmente según nuestro objeto, como luz que,
a través del proceso de fotosíntesis, aprovechan las plantas, las algas y otros organismos para la síntesis de
materia orgánica, que luego sirve a todos los componentes bióticos del ecosistema; a su vez el ecosistema
irradia energía, principalmente en forma de calor y de luz reflejada, o la pierde por transmisión y convección
con los fluidos y sólidos que lo rodean. Un razonamiento similar se puede hacer para la entrada y salida de
materia.
Circulación de la energía en el ecosistema. Fotosíntesis, respiración, etc.
Analicemos con algo más de detenimiento este proceso de entrada y circulación de la materia y la
energía en ecosistemas basados fundamentalmente en la acción de organismos fotosintetizadores.
Recordemos que se han descubierto ecosistemas fundamentados en la producción de organismos quimio-
sintetizadores, capaces de emplear energía química obtenida en la oxidación de materia inorgánica para la ob-
tención de materia orgánica a partir de carbono inorgánico, de allí que se los llame quimiolitotrofos, [11].
Mediante el proceso de fotosíntesis oxigénica las plantas, las algas y las bacterias cianofíceas, es decir
los organismos autótrofos fotosintetizadores oxigénicos, transforman al anhídrido carbónico y el agua, o
sea materia inorgánica en compuestos orgánicos sencillos (azúcares), con un mayor contenido de energía
por unidad de peso que las substancias de origen, liberando, simultáneamente, oxígeno. A la energía ne-
cesaria la obtienen de la luz, interviniendo en el complejísimo proceso múltiples enzimas y pigmentos.
Destaquemos que la fotosíntesis, como todos los procesos metabólicos, es sumamente compleja, inter-
vienen en ella muchas substancias diferentes, relacionadas entre sí de manera cíclica muy estricta, fotones
de niveles de energía muy determinados, etc. que indican que su creación es obra Dios, nuestro Señor,
siendo imposible que sucedan por sólo consecuencia del azar y de supuestas leyes de evolución y, en todo
caso, ¿quién dictó e hizo cumplir tales leyes?
Es bueno aclarar que, como veremos en el Anexo II, existe una fotosíntesis anoxigénica, en la que no
se produce oxígeno y es llevada a cabo por bacterias anaeróbicas, es decir que viven en medios sin oxíge-
no gaseoso disuelto en el agua.
Como veremos con más detalle en el Anexo II los mismos autótrofos utilizan a estas substancias orgá-
nicas simples para producir otros compuestos orgánicos más complejos destinados principalmente a su
propio mantenimiento, crecimiento reproducción y, según los casos, transmisión de información,
El mantenimiento se manifiesta, p. ej., en el reemplazo de tejidos muertos por otros vivos. El crecimiento
está dado por el incremento de la cantidad de materia orgánica componente de la célula, en el caso de orga-
nismos unicelulares, o por el aumento de la cantidad de células, amén del tamaño de las mismas, en los plu-
ricelulares. La reproducción implica la creación de nuevas células u organismos, a partir de los existentes.
Lo que nos interesa particularmente es que de esta forma se ha aumentado la cantidad de materia
orgánica presente en el sistema, que esta materia orgánica tiene una cantidad de energía química mayor
por unidad de peso que la de sus componentes y que en la naturaleza esta energía proviene, en última ins-
tancia, del Sol, aunque en el laboratorio se pueden usar otras fuentes de energía radiante de longitud de
onda adecuada.
Cabe aclarar que esta energía química tiene la particularidad de estar más o menos fácilmente disponi-
ble a través de procesos de oxidación, tales como, p. ej., el de la respiración aeróbica, que consiste fun-
 El ecosistema y la energía. 7.

damentalmente en la reacción intracelular entre la materia orgánica y el oxígeno, empleando enzimas co-
mo catalizadores, produciendo energía y liberando anhídrido carbónico y agua.
La energía incorporada por los autótrofos al sistema sirve no sólo para su propia subsistencia sino
también para otros organismos que se alimentan de ellos. Estos otros organismos son llamados “heteró-
trofos” o “consumidores”, en oposición a los “autótrofos”, a los que se los designa “productores”.
Los organismos consumidores, uno de cuyos ejemplos lo constituimos los seres humanos, no tenemos
capacidad para generar materia orgánica a partir de sus componentes inorgánicos y energía radiante, en
principio sólo podemos transformar materia orgánica previamente sintetizada por los autótrofos y que nos
llega directamente de ellos, p. ej. cuando los humanos comemos pan, lechuga o algas, o indirectamente a
través de otros seres o sus productos, p. ej. al alimentarnos con la carne o la leche de la vaca. A su vez, los
consumidores empleamos, al igual que los autótrofos, a la materia orgánica como fuente de materia (uso
plástico) para nuestro propio mantenimiento, crecimiento, reproducción y transmisión de información y
como fuente de energía (uso energético) mediante nuestra respiración, la que, a su vez, nos provee calor,
movimiento, energía para la síntesis orgánica y otras formas de energía.
Es decir: la energía entra a los ecosistemas
terrestres, y a la mayoría de los acuáticos, fun-
damentalmente mediante la fotosíntesis llevada
a cabo por las plantas verdes y las algas, que-
dando como energía química de la materia
orgánica; luego, esta materia orgánica es usada
por todos los seres vivos como fuente de energía
para todos los procesos vitales, y como fuente
de materia para la construcción de los propios or-
ganismos, resultando, además excreciones, etc.
En la figura 1 resumimos todo este problema Fig.1. Resumen de los conceptos de fotosíntesis y
de la fotosíntesis y la respiración aeróbicas. respiración aeróbicas.
En todo lo visto hasta ahora no incluimos, por simplicidad, a aquellos elementos que aún siendo fun-
damentales para la vida, como el azufre, el nitrógeno, el fósforo, el potasio, etc., es decir los llamados "nu-
trientes minerales", constituyen, en peso, una fracción relativamente pequeña del total de la materia orgá-
nica, además su tratamiento teórico es complejo y lejano de nuestro objeto actual.
Cadenas y mallas tróficas.
Vemos que existe una relación alimento - alimentado, es decir una relación trófica (del griego trofos:
alimento), entre los componentes bióticos del ecosistema; los cuales de esta forma pueden ordenarse
según "cadenas" o "mallas" tróficas, tales que cada eslabón de las mismas sirve de alimento al que le si-
gue y se alimenta del que le antecede, como tratamos de representar en la figura 2.

Fig. 2. Diagramas de blo-

ques que represen-
tan las ideas de ca-
dena y de malla
tróficas, [10].

Los consumidores que se alimentan de plantas reciben el nombre de "herbívoros" o "consumidores

primarios", aquellos que se alimentan de otros consumidores se llaman "carnívoros" o "consumidores se-
cundarios", "terciarios", etc., existiendo consumidores que tanto nos alimentamos de plantas como de
animales y nos llamamos "omnívoros". En el APÉNDICE al final del apunte tratamos de relaciones trófi-
cas y no tróficas entre los componentes del ecosistema.
Una cadena alimenticia o cadena trófica es una secuencia de organismos tales que cada eslabón de la
cadena se alimenta del que le antecede y es objeto de alimentación del que le sigue, [10], o sea la relación
alimento alimentado es de uno a uno, es decir los componentes de una especie se alimentan solamente de
los de otra especie; en cambio en las mallas la relación es de varios a varios, o sea los seres vivos de va-
8. El ecosistema y la energía.

rias especies pueden servir como alimento de los de otras varias y, a su vez, se alimentan de los de otras
especies. En las mallas puede haber cadenas, p. ej. determinados pájaros se alimentan libando el néctar de
las flores de sólo una especie de plantas.
Al faltar un eslabón en la cadena, p. ej. por una sequía prolongada que agote los pastos de una zona,
ésta se rompe comprometiendo seriamente a los restantes eslabones; no pasa lo mismo con las mallas, cu-
yos eslabones pueden reemplazar al faltante, sobre todo si éste no es el de las plantas, por otro u otros al-
ternativos, por lo que se las considera más resistentes.
Las cadenas tróficas en general son consecuencia de la acción humana; lo más normal en los ecosiste-
mas naturales es encontrar mallas tróficas de diverso grado de complejidad e incluso variables durante el año.
En cada uno de los pasos alimento - alimentado hay pérdidas, como lo ponen en evidencia para ecosis-
temas terrestres las tablas 2 y 3 y el gráfico de la figura 3, originados en la "Ecología" de Odum, [6].
Paso
En donde:
Condición: l° 2° 3° 4° E.R.S.T.: Energía Radiante Solar Total;
E.R.S.T. E.A.C.A. P.P.B. P.P.N. E.A.C.A.: Energía Absorbida por la Ca-
de máxima 100 50 5 4 pa Autotrófica;
favorable media 100 50 1 0,5 P.P.B.: Producción Primaria Bruta;
promedio para la P.P.N.: Producción Primaria Neta.
100 <50 0,2 0,1
biosfera
Tabla 2. Relaciones entre el suministro de energía y la producción primaria: porcentajes de las
transferencias de energía, [6].

Condición:
Paso:
de máxima favorable media promedio biosfera
1-2 50 50 <50
1-3 5 1 0,2
2-3 10 2 0,4
3-4 80 50 50
1-4 4 0,5 0,1
Tabla 3. Relaciones entre el suministro de energía y la producción primaria: porcentajes de eficiencias, [6].

Fig. 3. Diagrama simpli-

ficado de la corriente de
energía, de [6], modifi-
cado.

donde:
L.T.I. : luz total incidente, P.2º n.tr. : producción del segundo nivel trófico.
unas 4.200 Kcal x m-2 x día-1. P. ej. unas 2 Kcal x m-2 x día -1.
er.
L.A.C.V.: luz absorbida por la capa vegetal, P.3 n.tr. : producción del tercer nivel trófico.
unas 2.000 Kcal x m-2 x día-1. P. ej. 0,2 Kcal x m-2 x día-1.
Q. ó L.: calor o luz. R.1 er.nivel tr. : respiración del primer nivel trófico.
P.P.B.: producción primaria bruta. R.2º nivel tr. : respiración del segundo nivel trófico.
P.P.N.: producción primaria neta, R.3 er.nivel tr. : respiración del tercer nivel trófico.
p. ej. unas 20 Kcal x m-2 x día-1.
I. : ingerido. N.U.: energía no utilizada (almacenada o exportada).
A. : asimilado. N.A. : energía no asimilada por los consumidores (ex-
cretada).
Para los amigos del nuevo Sistema Internacional de Unidades, grupo al que no pertenezco, les recuerdo:
1 Kcal = 1,163 x 103 Kwh
 El ecosistema y la energía. 9.

Conceptos de producción y de productividad.

Lo dicho nos lleva a la necesidad de definir como "producción primaria" de un ecosistema a la canti-
dad de energía radiante que es transformada en energía química de la materia orgánica, mediante el pro-
ceso de fotosíntesis, por los autótrofos fotosintetizadores, y en la unidad de tiempo. Siempre pensando en
ecosistemas basados en la fotosíntesis. Luego veremos que existen autótrofos quimiosintetizadores (o
quimiolitotrofos) que generan toda una malla trófica compleja en fondos oceánicos, que no está basada en
la fotosíntesis, [11].
Podemos distinguir una producción primaria bruta y otra neta.
La producción primaria bruta es el total de energía radiante que es transformada en energía química de
la materia orgánica. Pero parte de esta energía será usada por el mismo autótrofo mediante el proceso de
respiración, surge entonces la producción primaria neta, PPN, como la diferencia entre la producción pri-
maria bruta, PPB, y la respiración de los autótrofos, RA, o sea: PPN = PPB - RA ; es decir, la producción
primaria neta será lo que, como energía química de la materia orgánica, queda almacenado en el ecosis-
tema a disposición de los restantes niveles tróficos.
A la cantidad de energía almacenada en los restantes niveles tróficos se la llama "producción secunda-
ria", "terciaria", etc., según el nivel de que se trate.
A la producción se la suele medir en unidades de energía por unidad de volumen o de superficie y por
unidad de tiempo. Se usarán unidades de volumen para referirse, p. ej., a una muestra líquida que contiene
plancton, y unidades de superficie p. ej. en el caso de un bosque, del bentos de un lago o aún en el del
plancton de un cuerpo de agua, pero referido a la superficie del mismo.
En vez de unidades de energía pueden emplearse unidades de masa de materia orgánica equivalente
fotosintetizada, generalmente expresada como gramos de carbono, según el Dr. Margalef, [3],
1g C= 12.000 cal.g ó 1 g C año-1 = 1,59 mW ;
donde cal.g indica caloría gramo, y g C gramos de carbono.
Muchos autores, p. ej. Odum, [6], emplean la palabra "productividad" para nombrar lo que hemos lla-
mado "producción". Siguiendo al Dr. Margalef, [3], preferimos usar la palabra "productividad" cuando re-
ferimos la "producción" a alguno de los factores de la misma, lo que es usual en nuestro idioma. Así, p.
ej., si referimos la producción a la biomasa resultan, [3] y [5]:
Producción bruta
= productivi dad bruta, es un flujo de energía.
Biomasa
Producción neta
= productivi dad neta, es una tasa de renovación .
Biomasa
ambas quedan expresadas en unidades de t-1 ,donde t = unidad de tiempo.
Por otra parte, la inversa de la productividad neta es el tiempo de renovación y se mide en unidades de
tiempo.
Análisis del diagrama de circulación de la energía en el ecosistema.
Analicemos ahora brevemente el diagrama de circulación de la energía en el ecosistema terrestre que
hemos representado en la figura 3.
De la luz total incidente sobre el ecosistema, llamada L.T.I. en dicho diagrama, una porción lo hace
sobre partes inertes del mismo, p. ej. suelo libre de vegetación, rocas, agua sin algas, etc., o bien partes de
la planta que no tienen clorofila, como en general el tronco, y que, por lo tanto, no realizan el proceso fo-
tosintetizador, y queda como luz o se transforma en calor, es la indicada como la primera salida Q. ó L. en
la figura.
De la porción que incide sobre las hojas, L.A.C.V. de la figura, una parte lo hace con longitudes de
onda no utilizables en el proceso fotosintetizador, las que dependen de los pigmentos involucrados, otra
parte atraviesa las hojas o se refleja, quedando como luz, o es absorbida transformándose en calor pero sin
ser utilizada en la fotosíntesis y que en la figura está mencionada como la segunda salida Q ó L. Entonces
sólo una parte de la porción realmente útil para la fotosíntesis se transformará en producción primaria
bruta, P.P.B. en el diagrama; a su vez, parte de ésta será empleada por la misma planta para su respiración
y así obtener la energía que necesita para vivir, R.1 er. nivel tr. en el diagrama, restando así la producción
primaria neta, P.P.N. en la figura, que queda disponible para los otros niveles tróficos. Una parte más o
menos importante de toda esta producción primaria neta no queda disponible para los consumidores, p. ej.
queda enterrada como raíces, o cae como hojas y es pisoteada, se desprende a la atmósfera como substan-
cias olorosas, etc., corresponde a lo que en el diagrama se llamó N.U.: no utilizable.
10. El ecosistema y la energía.

Del total ingerido por los herbívoros, llamado I en el diagrama que comentamos, una parte se pierde
en los excrementos de los mismos, es lo no asimilado, N.A. del diagrama. De lo asimilado, A en el dia-
grama, una parte es gastada por lo herbívoros en su propia respiración, R.2º nivel tr. en la figura, quedan-
do una producción secundaria, P.2º n.tr., a disposición del siguiente nivel trófico, el de los carnívoros.
Nuevamente, parte de esta energía se perderá, p. ej. como energía química de los constituyentes de
huesos, plumas, uñas, etc. no comidos, es lo no utilizable, N.U. de la figura. De la energía total que entra
al, o es ingerida por, el tercer nivel trófico, también llamada I en la figura, una parte se pierde en los ex-
crementos de los carnívoros, N.A., al no ser asimilada por éstos la correspondiente materia orgánica, a
otra parte la gastan los carnívoros en su respiración, R. 3er. nivel tr., quedando una tercera, la producción
terciaria, P.3er. n. tr., a disposición de los siguientes niveles tróficos.
Notemos que en el diagrama de la figura 3 las figuras cerradas, dibujadas en trazo grueso, representan
biomasa y que la separación entre las líneas finas del mismo diagrama representa energía radiante o
térmica hasta el proceso de fotosíntesis, es decir hasta P.P.B., luego química ,contenida en la materia orgá-
nica en P.P.B., P.P.N., N.U., N.A., I., A., P.2º. n.tr. ý P.3er. n.tr., ý energía gastada por los distintos seres
vivos en sus procesos respiratorios, R.1er. nivel tr., R.2º nivel tr., R.3er. nivel tr.
Según lo observado por el alumno de Ingeniería Naval Don Julio Ledesma, durante el segundo cuatri-
mestre de 1.987, la porción de la energía radiante que incide sobre partes no fotosintetizadoras del ecosis-
tema (suelo desnudo, rocas, troncos, etc.), representada en el diagrama por la primera salida hacia abajo,
correspondería en el primer nivel trófico a la energía no utilizada, indicada N.U. en el diagrama; en los
restantes niveles tróficos; aquella porción que, incidiendo sobre partes fotosintetizadoras, no es utilizada
por el proceso fotosintetizador, saliendo del ecosistema como luz reflejada o refractada, calor, etc. e indi-
cada como Q. ó L. en el diagrama, sería la equivalente a la energía no asimilada, N.A., de los restantes ni-
veles tróficos; con la diferencia que en ambos casos la energía que sale de esta forma del primer nivel
trófico lo hace como mera energía radiante o térmica, mientras que la no asimilada y la no utilizada en los
otros niveles trófico, está como energía química de la materia orgánica aprovechable por otros seres vivos.
Es decir, las salidas dibujadas hacia abajo en el diagrama comentado, representan mera energía no
aprovechable ya en forma directa por los seres vivos, salvo como calor; en cambio, las salidas dibujadas
hacia arriba y hacia la derecha representan energía química de la materia orgánica utilizable por los seres
vivos. Notemos que en ecosistemas acuáticos, las bacterias fotosintetizadoras, p. ej. las sulfurosas verdes
y las sulfurosas púrpuras pueden aprovechar la energía radiante que dejan pasar plantas flotantes o algas
de las capas suprayacentes de agua, pues emplean otra porción del espectro, ver más adelante en el
ANEXO I el capítulo “Conversión de carbono inorgánico en carbono orgánico”, en particular el inciso
“a-2. Bacterias fotosintetizadoras”.
Las salidas hacia la derecha representan la energía que se transfiere de un nivel trófico al siguiente.
Las salidas hacia arriba, o sea, todo lo no utilizado y lo no asimilado, según este esquema simplificado, en
la naturaleza puede ser empleado por otros seres vivos no considerados aquí, por ejemplo los organismos
coprófagos aprovecharán lo no asimilado, los detritívoros lo no utilizado, etc., entre estos se encuentran
aves, insectos y demás.
En el final de todas las cadenas, las bacterias y los hongos completan la tarea destructora de gran parte
de la materia orgánica.
Como consecuencia de la acción conjunta de todos los consumidores, detritívoros, bacterias, etc. gran
parte de los componentes inorgánicos de la materia orgánica queda nuevamente libre y a disposición de
las plantas verdes y algas, y tomados por estos autótrofos darán lugar, fotosíntesis mediante, a nueva ma-
teria orgánica.
Parte de la materia orgánica permanece sin ser transformada, p. ej. disuelta en el agua, así, según el Dr.
Margalef, [3], la edad media de la materia orgánica disuelta en el agua del NE del océano Pacífico es de
unos 3.400 años, lo que indicaría que una gran fracción de dicha materia es resistente a la oxidación bio-
química y a la utilización bacteriana. También el origen de los combustibles fósiles debe buscarse en esta
porción de materia orgánica que perdura sin ser utilizada por otros consumidores dentro del ecosistema,
esto permite decir que la energía liberada al quemar un combustible fósil no es más que energía solar cap-
tada y transformada en energía química por las plantas que vivieron en el pasado.
Los conceptos de producción, producción primaria bruta y neta, producción secundaria, etc. sirven,
además, para explicar cuestiones tales como: exportación de cereales prevista para una cosecha dada, ca-
pacidad de una región, o de todo el planeta, para dar alimento a la población humana, posibilidad de re-
emplazar combustibles fósiles por otros renovables, como leña, alcohol, etc., captura de peces esperada en
determinada zona del mar, un río dado, etc., ó utilización de cereales, en lugar de carne vacuna, en países
densamente poblados.
 El ecosistema y la energía. 11.

Debemos notar que como consecuencia de la cantidad de energía que un ser vivo puede obtener en la
unidad de tiempo por unidad de superficie de terreno resulta que el número de eslabones en las cadenas
tróficas es limitado, en ecosistemas terrestres difícilmente pase de tres: las plantas, los herbívoros y los
carnívoros, el territorio de caza de un animal que se alimentase de carnívoros sería enorme y, seguramen-
te, la energía que recuperaría al comerlos no compensaría la consumida para cazarlos, esto no significa
que en casos excepcionales las hienas no se alimenten de un león moribundo, pero entendemos que no
existe ninguna especie que tenga como dieta normal a los leones adultos. En ecosistemas acuáticos apare-
cen hasta seis niveles tróficos, p. ej. en la cadena trófica de la merluza bonaerense, [41].
Introducción a los métodos para medir a la producción.
Veamos entonces algunos métodos para medir la producción. Como la producción primaria está direc-
tamente asociada con la fotosíntesis y la respiración, medir de alguna manera a estas dos permitirá cono-
cer a la producción primaria. Y medir la fotosíntesis o la respiración puede hacerse mediante el conoci-
miento de las cantidades de anhídrido carbónico, agua, materia orgánica u oxígeno puestos en juego. De
hecho a excepción del agua se emplean todos los otros factores, unos u otros según los métodos, confor-
me pasamos a explicar.
Medición de la producción en los ecosistemas acuáticos, plancton, [3] y [9].
En primer lugar trataremos de la producción en el medio líquido, es decir de la producción de ecosis-
temas acuáticos. En el Anexo III hemos tratado de mostrar someramente alguna de las muchas técnicas
para obtener muestras para la realización de estudios biológicos en ecosistemas acuáticos.
Por filtración, centrifugación o sedimentación de una muestra de agua natural se puede separar el ma-
terial en suspensión en la misma, que recibe el nombre de "seston", en el que se reconoce una parte viva,
llamada "plancton", y otra desprovista de vida, llamada "tripton", que puede ser de naturaleza orgánica o
inorgánica. El plancton está constituido por pequeños seres, muchos de ellos microscópicos, que viven en
suspensión en el agua; se llama "fitoplancton" a la parte de plancton constituida por organismos autótro-
fos y "zooplancton" a la integrada por organismos heterótrofos es decir, en primera aproximación, algas y
animales respectivamente. Recordemos que gran parte de los animales de porte medio y grande, como pe-
ces, cefalópodos, etc., durante los primeros estadios de su vida, como huevos, larvas, etc., integran el
zooplancton. En el ANEXO IV agregamos alguna información sobre el plancton y el bentos.
Para medir la producción del fitoplancton se pueden usar métodos directos, midiendo de alguna forma
la materia orgánica producida por los organismos en la muestra, o métodos indirectos, evaluando el con-
sumo de anhídrido carbónico, la generación y el consumo de oxígeno, etc. oxígeno,
Métodos directos.
Consisten en determinar el porcentaje de crecimiento del fitoplancton contando el número de células o
midiendo la biomasa mediante el peso seco, el biovolumen, la cantidad de carbono, nitrógeno o clorofila
presente, etc. pero no resultan valores iguales. Podemos resumir estos métodos en la figura 4.

dNi log Ni' log Ni dB log B2 log B1

ri . Ni ri k. B k
dt t1 t0 dt t1 t0
donde a, b é i denotan distintas especies de células.
Fig. 4. Métodos directos para medir la producción primaria en ecosistemas acuáticos, [9].
Por otra parte intervienen distintos procesos en la variación del número de organismos del fitoplanc-
ton: el porcentaje de crecimiento, la mortandad natural, la depredación por el zooplancton, la sedimenta-
ción, la inmigración y la emigración por la mezcla del agua. Todo esto hace difícil controlar a la biomasa
del fitoplancton, se trata de eliminar todo lo secundario encerrando una muestra en un frasco, para que
12. El ecosistema y la energía.

dentro del mismo queden sólo el crecimiento y la mortandad, la que es baja durante el período de ensayo;
se la filtra con un tamiz de 200 m para separar el zooplancton, aunque más no sea en parte, pero con él
también se elimina el reciclado de nutrientes. Además los períodos de incubación son de 24 á 72 horas,
según los casos, produciéndose procesos adaptativos que también contribuyen a modificar los resultados.
Todas estas dificultades hacen que sea un método poco usado.
Métodos indirectos.
Entonces aparecen los métodos indirectos que consisten en considerar que el porcentaje de crecimiento
depende de la asimilación de carbono por fotosíntesis, habiendo además pérdidas por secreción y respira-
ción, admitiendo que un mol de anhídrido carbónico asimilado equivale a un mol de oxígeno liberado. Ve-
remos dos de estos métodos: el basado en la medición del oxígeno disuelto y el fundado en la evaluación del
carbono asimilado, empleando 14C.
Método basado en la medición del oxígeno disuelto.
El método basado en la medición del oxígeno disuelto consiste en tomar una muestra de agua con planc-
ton a la profundidad deseada, repartirla en tres botellas de vidrio, comúnmente pyrex, y de 300 á 500 ml de
capacidad, en una de ellas se mide en forma inmediata la concentración de oxígeno disuelto, que llama-
remos [O2]i. A las porciones de muestra contenidas en las otras dos botellas, una de las cuales es de pare-
des transparentes y la otra de paredes opacas, logradas p. ej. envolviendo la botella con papel de aluminio,
se las deja incubar un período que según las circunstancias varía de 2 á 24 horas, al final del cual se de-
termina la concentración de oxígeno disuelto en el agua de cada una de las dos botellas, y llamaremos
[O2]obs. a la concentración de oxígeno disuelto en el agua de la botella obscura al final de la incubación y
[O2]clara a la de la botella clara, también al final de la incubación.
Analicemos brevemente lo que pudo suceder en cada una de las botellas. En la de paredes transparen-
tes habrá entrado la luz, por lo tanto el fitoplancton habrá llevado a cabo la fotosíntesis pero, simultánea-
mente, todos los organismos presentes (zooplancton, fitoplancton y bacterias) habrán respirado, por lo
tanto parte del oxígeno originado en la fotosíntesis se habrá consumido en la respiración.
En la botella de paredes opacas no habrá entrado la luz, por lo tanto el fitoplancton no habrá podido
realizar la fotosíntesis, pero todos los organismos presentes habrán respirado, por lo tanto sólo habrá
habido consumo de oxígeno. Podemos poner:
botella clara: fotosíntesis y respiración [O2]clara - [O2]i = P.P.N.
botella obscura: respiración [O 2]i - [O2]obs. = R
por lo tanto P.P.B. = P.P.N. + R = [O2] clara - [O2]i. + [O2] i. - [O2]obs. = [O2] clara - [O2]obs.
Otra forma de plantear lo mismo fue propuesta por el Señor Ex-alumno Tomás Bosich, en el 2º cua-
trimestre de 2015, consiste en considerar cómo se originaron las concentraciones finales de oxígeno en el
líquido contenido en cada una de las dos botellas:
[O2]clara = [O2]i + P.P.N.
[O2]obs. = [O2]i - R
por lo tanto [O2] clara - [O2]obs. = P.P.N. + R = P.P.B.
En la figura 5 resumimos el método anterior.

donde:
Resp. = respiración de fitoplancton + respiración de bacterias + respiración de zooplancton,
Fotos. total = fotosíntesis total = producción primaria bruta,
[O2]cl - [O2]i = P.P.N. si respiración de bacterias = respiración de zooplancton = 0 y si respiración de
fitoplancton a la luz = respiración de fitoplancton en la obscuridad, es decir, igual en ambas botellas.
Fig. 5. Resumen del método que mide la producción a partir de los cambios en la concentración de oxíge-
no, o método de las dos botellas, [3] y [9].
 El ecosistema y la energía. 13.

Algunas observaciones prácticas:

1) debe evitarse el contacto de las muestras con, substancias tóxicas, como cobre o goma vieja vul-
canizada, p. ej. de los tapones o de mangueras, como así también cambios bruscos de iluminación
o temperatura;
2) para evitar la fotosíntesis, en lugar de usar una botella opaca se pueden emplear inhibidores quí-
micos de fotosíntesis, como 3,(3,4diclorofenil)1,1dimetilurea;
3) la incubación puede hacerse en el mismo lugar de donde se extrajo la muestra, sumergiendo las
botellas, con lo que se pretende reproducir las condiciones de iluminación, temperatura, etc. natu-
rales, o bien reproduciendo estas condiciones en incubadoras de laboratorio, o aún en condiciones
normalizadas de laboratorio, que poco tienen que ver con las naturales y sólo informan de una
producción potencial que está más o menos alejada de la real;
4) a las concentraciones de oxígeno disuelto se las mide por el método volumétrico de Winkler, ba-
sado en la reacción, en medio alcalino, del oxígeno disuelto con hidróxido de manganeso recien-
temente preparado, que da una mezcla de óxidos superiores que, a su vez liberan yodo al ser acidi-
ficados en presencia de yoduro, el yodo liberado se mide mediante solución valorada de tiosulfato
sódico. También existen métodos polarográficos que mediante electrodos específicos permiten de-
terminar la concentración de oxígeno, habiendo aparatos de lectura directa.
Este método tiene una serie de objeciones:
a) presupone nula la respiración de bacterias y de zooplancton,
b) supone que la respiración es igual a la luz que en la obscuridad, lo que no es exactamente así, p.
ej. las bacterias tienen generalmente más actividad en la obscuridad, la respiración de las algas pa-
rece que aumenta con la luz intensa, sería el proceso de fotorrespiración del que trataremos en el
ANEXO II;
c) la existencia de las paredes de los frascos modifica las condiciones con respecto a aquellas del
agua libre, así p. ej.:
I) se produce una concentración de nutrientes contra las paredes,
II) como consecuencia de I se estimula el desarrollo de poblaciones fijas, a expensas de las
suspendidas, alterando mucho los resultados, también habría que considerar la disminución
del ingreso de luz al ser absorbida por las comunidades microbianas asentadas en el exterior
de las botellas,
III) si el experimento es largo puede variar la concentración total de nutrientes en los mismos
frascos y alterarse la composición de las comunidades, algunas de cuyas especies tienen un
período de generación breve, pudiendo aparecer procesos adaptativos a las circunstancias,
sobre todo en las algas.
Para tratar de contrarrestar lo dicho en I y II se recomienda mantener el agua dentro de los frascos con
cierta agitación, p. ej. volteándolos lentamente en las incubadoras de laboratorio,
d) no se suele llegar a precisiones en la estimación de concentraciones del oxígeno disuelto inferio-
res á 0,1 ppm, lo que hace que no se lo use para medios oligotróficos, es decir con producciones
muy pequeñas, salvo incubaciones muy largas o técnicas especiales.
Método que determina el carbono asimilado, empleando 14C.
Pasemos a describir el método basado en medir el carbono asimilado por el fitoplancton, mediante el
empleo del 14C.
El 12C es el carbono que en mayor proporción se encuentra en la naturaleza y el 14C es un isótopo del 12C,
es decir son substancias químicamente idénticas (de allí su denominación de isótopos, del griego igual lu-
gar, o sea igual lugar en la tabla periódica de los elementos según Mendelejef) pero físicamente distintas;
en este caso mientras el 12C es estable, el 14C tiene dos neutrones más en el núcleo y es inestable, decae á 14N
emitiendo una partícula -. Según información de Sienko y Plane, [13], la configuración electrónica de los
elementos en cuestión sería la dada en la tabla 4.
Configuración electrónica
Elemento Z A
nivel K nivel L
12
C 6 12 2 4
14
N 7 14 2 5
donde: Z = Nº de protones en el núcleo = Nº atómico
A = Nº de neutrones + Nº de protones = masa atómica
Tabla 4 Configuración electrónica del 12C y del 14N,[13].
14. El ecosistema y la energía.

De donde deducimos lo indicado en la tabla 5:

Configuración electrónica
Elemento Z A
nivel K nivel L
14
C 6 14 2 4
14
Tabla 5 Configuración electrónica del C.
Asi resulta que en el caso del 14C un neutrón, de carga neutra, se transforma en un protón, de carga po-
sitiva, y emite un electrón, de carga negativa, así el núcleo adquiere un nuevo protón, que ahora serán sie-
te, y el elemento pasa a transformarse en nitrógeno, como resulta de la primera tabla 4.
Según información del Dr. Kaplan, [16], que confirma lo anterior:
14 14
6C + 1e-con un período de semidesintegración de T = 5.568 años.
7N

El 14C en la naturaleza se produce, aparentemente, por la acción de los rayos cósmicos sobre átomos
14
de N atmosférico; para uso en aplicaciones prácticas se lo puede obtener en laboratorio.
Por otra parte el CO2 al disolverse en el agua forma ácido carbónico, que
se disocia en dos etapas, cuyo equilibrio puede expresarse de la forma mos-
trada en la figura 6, [3]:

Fig. 6. Equilibrio del anhídrido carbónico en el agua, [3].

Las distintas formas de carbono inorgánico en el agua se encuentran en concentraciones que dependen
de la concentración de iones hidrógeno en la misma, de su salinidad y su temperatura, pero éstas últimas
tienen menor importancia relativa.
Si recordamos que se define como p H al logaritmo decimal de la inversa de la concentración de iones
1
hidrógeno en el agua o sea: p H lg 10 + lg 10 H +
H
Podemos referir las concentraciones de las distintas formas del carbono inorgánico a los valores de p H
y representarlas en las siguientes figura 7 y tabla 6, [3].
Notemos tres puntos importantes: pH un poco superior á 6,5 donde el carbono inorgánico se presenta
casi por partes iguales como ion bicarbonato (HCO3-) y anhídrido carbónico (CO 2), pH de aproximada-
mente 10,5 donde se presenta casi por partes iguales como ion bicarbonato (HCO3-) e ion carbonato (CO32-),
pH mayores de 8,5 el anhídrido carbónico deja de ser relativamente importante y se hace significativo el
ion carbonato.

Campo I : CO2+H2CO3 Campo II : HCO3- Campo III : CO32-

Fig. 7. Concentraciones de las diferentes formas del carbono

inorgánico presentes en el agua, según la temperatura, sali-
nidad y pH de la misma, [3].

pH CO2 + H2CO3 HCO3-) (CO32-)

% % %
5 96,2 3,8 0,00001
6 73,2 27,5 0,0009
7 20,8 79,2 0,02
8 2,5 97,2 0,32
9 0,3 96,6 3,1
Tabla 6. Distribución del carbono inorgánico total en fracciones, según el p H a una temperatura de
15°C, en agua dulce, [3].
Para la aplicación del método del 14C se toma una muestra de agua con plancton a la profundidad de-
seada, se la reparte en tres botellas similares a las empleadas para el método del oxígeno disuelto, en una
de ellas se miden el p H y la salinidad, fundamentalmente, y otras variables para determinar la concentra-
ción del CO2 presente en el agua, en las otras botellas, una clara y otra obscura se agrega una cantidad co-
nocida de bicarbonato, cuyo carbono es 14C.
Este bicarbonato se disociará, conforme a lo que ya expusimos, quedando a disposición de las algas
 El ecosistema y la energía. 15.

anhídrido carbónico disuelto cuyo carbono es radioactivo; aunque en la realidad no sea exactamente así,
se supone que las algas asimilan indistintamente 12C ó 14C .
Luego del período de incubación prefijado, en las condiciones dadas, conforme a lo que tratamos en el
método basado en la medición de oxígeno disuelto, se filtra el contenido de las botellas, se mide la radio-
actividad del material retenido en el filtro y del líquido, para eliminar el CO 2 de este último se lo acidula
quedando entonces en él principalmente el agua y la materia orgánica excretada por el fitoplancton; cono-
ceremos así a la cantidad de 14C agregado ó añadido, de 14C fijado, de 14C en la materia orgánica disuelta,
y mediante las mediciones en la botella obscura la cantidad de 14C no activo, es decir lo retenido por fija-
ción abiótica, por simple retención por parte de algas y otros microorganismos, pero no por fotosíntesis,
además hemos determinado la cantidad total de carbono que como CO 2 está presente en el agua.
Como en primera aproximación hemos supuesto que dos isótopos actúan biológicamente igual, al
hacerlo químicamente, podemos plantear:
14
C añadido C totalpresente
14
C fijado C totalfijado
de donde podemos deducir Ctotal fijado , o sea:
14
C fijado
C total fijado 14
C total presente
Cañadido
observemos que midiendo el 14C fijado y el 14C añadido en las mismas unidades, las unidades de C total
fijado serán las usadas para expresar C total presente, así normalmente para 14C se emplean directamente
las cuentas por minuto (cpm) que resultan de medir su radioactividad por un método adecuado.
En la realidad se debe introducir una corrección del orden del 5% para tener en cuenta la discrimina-
ción isotópica, es decir que biológicamente el 12C y el 14C no actúan exactamente igual.
Por sugerencia de la Srta. Alumna de Seguridad Ambiental y del Trabajo B (para Ing. Química) duran-
te el 2º cuatrimestre de 2016, Sra. Doña Estefanía Klimowitsch en el ANEXO V resumimos algunas ideas
rudimentarias sobre la medición de la radioactividad y el significado de “cuentas por minuto”.
Este método presenta una serie de objeciones:
1) todas las señaladas para el método del oxígeno disuelto;
2) mide un valor intermedio entre el de producción bruta y neta, debido a la incubación de corta dura-
ción que se hace necesaria, por los motivos que luego veremos; lo que origina una incertidumbre
considerable ya que en el plancton la producción neta suele oscilar entre el 60 y el 90% de la pro-
ducción bruta;
3) no permite medir pérdidas por respiración;
4) muchas algas excretan materia orgánica que han sintetizado y que, por lo tanto, es parte de su pro-
ducción, ordinariamente no se la tiene en cuenta, salvo que se mida la radioactividad en la materia
orgánica disuelta, tal como explicamos antes. No hacerlo provoca errores por defecto;
5) parte del bicarbonato radioactivo añadido puede reaccionar con substancias químicas presentes, en-
tonces parte del CO2 con 14C desaparece para las algas, que no lo podrán tomar para emplearlo en la
fotosíntesis; dando valores en defecto;
6) ciertas algas asimilan selectivamente y rápidamente bicarbonato, dando entonces producciones exa-
geradamente grandes;
7) con este método estamos midiendo la función de
transferencia del carbono desde la materia inorgá-
nica a la orgánica mediante el proceso de fotosínte-
sis, empleando para ello el 14C como trazador, su
eficacia como tal será máxima cuando su concen-
tración sea máxima en un compartimiento y míni-
ma en el siguiente. Con el correr del tiempo el 14C
recircula y se difunde por todo el sistema, perdien-
do eficacia. Esto se refleja en las curvas que dan el
contenido de 14C en un plancton en un lugar confi-
nado, en función del tiempo, las que, como se ve 14
en la figura 8, se aplanan rápidamente, debiendo Fig. 8. Contenido de C en un plancton en
limitarse el experimento a la parte proporcional función del tiempo, [3].
de la curva, o sea las incubaciones generalmente no deben sobrepasar las dos horas y obliga a hacer
una serie de mediciones sucesivas y contiguas para cubrir las 24 horas del día.
16. El ecosistema y la energía.

8) existe una serie de errores asociados a la técnica en sí: pérdidas durante la conservación de los fil-
tros, pérdidas de radioactividad en ampollas, pérdidas unidas a la filtración, etc. Todas estas fuentes
de errores hacen que lo medido sea del orden del 30 al 40% de la fotosíntesis real.
Entonces resulta que, para la determinación de la producción, el método que usa trazadores radioacti-
vos no es esencialmente mejor que el del oxígeno disuelto, pero permite medir producciones unas mil ve-
ces más chicas que este último, por lo que se lo puede emplear para medios oligotróficos, para el estudio
de efectos de factores tales como la luz e incluso para medir, mediante autorradiografías, la actividad
asimiladora de células aisladas. Además el método que emplea trazadores radioactivos es más cómodo
para usar y da prestigio a los laboratorios que lo emplean, por lo que se lo suele usar exageradamente y, a
veces, erróneamente.
Podemos resumir el método en la figura 9.

Fig. 9. Resumen de los pasos para determinar la producción mediante el método que mide el con-
sumo de CO2 mediante 14C, adaptada de [9].
También se pueden emplear como trazadores otros isótopos, en particular 13N, estable pero mensurable
mediante un espectrógrafo de masas.
Como podemos ver todos los métodos para medir producciones son bastante imprecisos pero permiten
hacerse una idea general de la producción primaria en medios acuáticos.
Existen otros métodos para determinar la producción de comunidades acuáticas, tales como el basado
en la medición de la variación del valor del p H durante el día y la noche, o en la determinación de la va-
riación de la concentración de oxígeno disuelto en distintos puntos de un río, o en el agotamiento de oxí-
geno disuelto y acumulación de nutrientes en aguas profundas, o medición de la diferencia de potencial
eléctrico entre distintos niveles del agua, etc. En general estos métodos se fundamentan en una interpreta-
ción global de los ecosistemas y sólo tienen valor de referencia para los métodos convencionales.
Los factores que influyen sobre la producción del plancton son muchos: disponibilidad de nutrientes,
turbulencia del agua, iluminación, que fluctúa con el ciclo día - noche, con las estaciones del año, con el
clima, incluso el pasaje de nubes implica cambios de iluminación con períodos irregulares, etc.

Fig. 10. Interrelaciones entre la producción primaria y las variables del sistema, traducida de [9].
 El ecosistema y la energía. 17.

Los cambios ambientales se traducen en respuestas del fitoplancton, aparecen mecanismos de regulación
fisiológica para las fluctuaciones breves, menores de unas 2 horas; adaptaciones de los individuos que se
manifiestan por cambios de la composición bioquímica de las algas, para fluctuaciones más largas, mayores
de unas 2 horas, y adaptaciones de las comunidades que se exteriorizan por cambios en la composición es-
pecífica y en la distribución vertical de la población para fluctuaciones mayores que unos 3 ó 4 días.
En la figura 10, según [9], podemos resumir las interrelaciones entre la producción primaria, las varia-
bles internas del sistema acuático (rectángulo en líneas punteadas) y las variables independientes del sis-
tema; las flechas simbolizan los flujos y los efectos retroactivos:
Como consecuencia de todo lo dicho podemos deducir que la determinación de la producción real de
un ecosistema acuático es muy compleja. Normalmente la producción varía con la profundidad, común-
mente la mayor parte del plancton productivo se encuentra en los 50 metros superficiales, que pueden re-
ducirse a unos 10 ó 15 cm para lagunas muy ricas o ciénagas en floración, donde la gran turbiedad impide
el acceso de la luz y, por lo tanto la fotosíntesis, a profundidades mayores. En la figura 11 ponemos ejem-
plos de la producción en función de la profundidad.
Se denomina profundidad de compensación a aquella en la que la respiración iguala a la producción
bruta, o sea en ella se anula la producción neta, depende de las especies y de otros factores tales como la
temperatura.

donde: prof. = profundidad [m] PP/vol. = tasa de fotosíntesis [mg C m3 día-1]

Fig. 11. Evolución de los perfiles verticales de producción en lagos con nivel trófico creciente, adap-
tada de [9].
Eutrofización, [3] y[8].
Antes de seguir adelante y ya que lo hemos citado diremos algo sobre la eutrofización. Los cuerpos de
agua en general y los lagos en particular se pueden situar en una escala de eutrofia o capacidad de pro-
ducción, que abarca principalmente desde la oligotrofia a la eutrofia, literalmente significan poco y mu-
cho alimento respectivamente.
La eutrofización consiste fundamentalmente en el enriquecimiento de las aguas con nutrientes minera-
les a un ritmo tal que no puede ser compensado por su eliminación definitiva por mineralización total, de
manera que la descomposición del exceso de materia orgánica producida hace disminuir enormemente la
concentración de oxígeno disuelto en las aguas profundas. El relleno de la cubeta por sedimentos de di-
verso origen contribuye a disminuir el volumen de agua y por lo tanto la reserva de oxígeno, agravando la
manifestación de la eutrofia. La eutrofización también conlleva cambios importantes en las comunidades,
tanto en las especies que las integran como en las características propias de éstas, p. ej. la fauna de fondo
responde a la falta de oxígeno con la aparición de especies que tienen hemoglobina que les da color rojo,
a diferencia de las del fondo de lagos oligotróficos que normalmente son amarillo-verdosas y menos en
número; incluso la vegetación litoral se ve afectada, y hasta aparecen más aves acuáticas al tener más ca-
racoles, más insectos, más ranas y más peces de los cuales alimentarse en las aguas eutróficas. Podemos
hacer la siguiente tabla 7, referida al plancton:
oligotrófico eutrófico
N° de células/ml 10 a 100 5.000 a 100.000
Tamaño medio de las células mayor más pequeño
Producción, g C/(m2.año) 50 a 100 más de 300
en donde g C indica gramos de carbono
Tabla 7. Algunas características del plancton según el grado de eutrofia.
Esto se refleja en un descenso de la diversidad en el plancton de los lagos eutróficos, descenso que,
como la eutrofia misma, es persistente en el tiempo.
18. El ecosistema y la energía.

La eutrofización surge como consecuencia de la interacción entre el lago y los ecosistemas terrestres
que lo rodean, es por lo tanto un fenómeno natural; pero en la práctica puede intensificarse mucho por ac-
ción del hombre, p. ej. mediante el aporte de sus líquidos cloacales que arrastran nutrientes, incluso si los
líquidos fueron tratados convencionalmente, es decir con tratamientos biológicos secundarios pero sin
someterlos a una posterior eliminación de nitratos y fosfatos. También contribuye a la eutrofización la
agricultura, pues los fertilizantes usados en ella son, en parte, lavados por las lluvias y arrastrados a los
cuerpos de agua; también lo hace la deforestación al aumentar la erosión y el arrastre de materiales, inclu-
so el uso intensivo de biocidas puede resultar en un aumento de la eutrofia de las aguas y de las poblacio-
nes menos afectadas por ellos.
Para finalizar agreguemos un par de ideas:
-los lagos eutróficos actúan como una especie de "trampa de materiales", a ellos llegan materiales muy
nutritivos, se desarrolla una gran producción, con retención de carbono orgánico, fósforo, provisión de
oxígeno y desnitrificación, parte de estos elementos van al fondo por sedimentación (el carbono y el
fósforo principalmente) y otros se pierden en la atmósfera, como el oxígeno y el nitrógeno, el agua sale
con propiedades diferentes a aquellas con las que entró; en cambio en el lago oligotrófico el agua sale casi
igual a como entró o sea que retiene muy poco.
-también en los ambientes marinos se detectan fenómenos de eutrofización cultural cerca de las costas
o en mares cerrados, relativamente pequeños y en áreas muy pobladas, como es el Báltico, y aún así su
progreso es menor que en las aguas dulces.
Medición de la producción en ecosistemas acuáticos, bentos, [3].
Para el caso de poblaciones bentónicas, es decir las que viven en el fondo de los cuerpos de agua, se
emplean métodos similares a los vistos para el plancton. Se puedan emplear métodos basados en la con-
centración de oxígeno disuelto o en el 14C, para lo que se introducen las muestras en botellas adecuadas,
pero si no se toman las precauciones del caso la estructura del sedimento sufre alteraciones importantes,
por lo que para organismos pequeños se pueden reemplazar las botellas por campanas apoyadas en el fon-
do, pero la difusión a través del sedimento introduce perturbaciones importantes y es de difícil estimación.
En el caso de algas y fanerógamas de gran tamaño se las puede encerrar en bolsas o frascos de plásti-
co, y con el método del 14C incluso se puede estimar la distribución de la actividad fotosintética en las dis-
tintas partes de la planta, relacionarla con la distribución de clorofila, etc.
Si se desea conocer la producción del bentos de aguas corrientes las cosas se complican, pues también
debería circular el agua durante el ensayo, por lo que se prefiere la determinación periódica de la concen-
tración de oxígeno disuelto en el agua en distintos puntos de la corriente, corrigiéndose las lecturas te-
niendo en cuenta la difusión y el intercambio con la atmósfera.
En otros casos la producción se determina por siega o corte periódico de la vegetación, estimando su
producción neta por pesada.
Producción secundaria en ecosistemas acuáticos.
Antes de abandonar al medio acuático digamos algo sobre la medición de su producción secundaria.
Su determinación es muy compleja normalmente se la hace para cada especie y por integración se obtiene
la de la comunidad, ya esto implica una dificultad muy grande pues deben conocerse las relaciones trófi-
cas entre especies que, para agravar las cosas, no suelen ser constantes, p. ej. según las circunstancias una
especie puede ser herbívora o carnívora, etc.
Para calcular la producción secundaria de una población se necesita conocer sus propiedades extensi-
vas( número de individuos, biomasa, peso seco, etc.), intensivas (tasa de crecimiento, de mortalidad, de-
mografía de la población), bases fisiológicas implicadas en la ingestión de alimentos, su asimilación, res-
piración, y la influencia sobre estos procesos de una serie de factores externos: temperatura, tipo de ali-
mento y concentración, etc., [5].
Todo esto hace muy difícil la medición correcta de la producción secundaria de sistemas acuáticos lo
que se refleja en pobreza, en cuanto a calidad y cantidad, de la información existente al respecto, salvo en
el caso de especies de peces, sobre todo las de interés económico.
Medición de la producción en los ecosistemas terrestres, [3].
El problema de la medición de la producción primaria en comunidades terrestres se complica bastante.
Se puede estudiar el intercambio gaseoso, en particular el del anhídrido carbónico, CO2, con la atmósfera;
para ello existen dos procedimientos más usuales: encerrar el sistema en una carpa plástica en el que se
mide la concentración de CO2 en el aire a la entrada y a la salida, las mediciones durante el día darán va-
lores relacionados con la producción neta y las realizadas durante la noche con la respiración. El proble-
 El ecosistema y la energía. 19.

ma fundamental de este procedimiento es el incremento de temperatura que se registra en el interior de la

carpa como consecuencia del efecto invernáculo, lo que obliga, por ejemplo a forzar la circulación del ai-
re, distorcionándose los resultados. Entonces aparece el segundo procedimiento: en atmósfera libre se to-
man muestras de aire y se analiza la concentración de CO2en distintos puntos, p. ej. en un bosque se pue-
den colocar sensores de CO2 estratégicamente y mediante el conocimiento de los efectos de la difusión y
el viento puede llegarse a estimar la producción. Algunos lo llaman método aerodinámico.
Para partes de una planta o bien plantas pequeñas, como líquenes o musgos o algas del suelo, se las
puede encerrar en recintos al efecto, especiales o directamente desecadores de laboratorio; se puede en-
tonces recurrir a la medición del CO2 o bien emplear 14C.
También se puede medir la producción mediante la determinación del aumento de peso en una comu-
nidad natural; es tarea difícil, hay que tener en cuenta partes asimiladoras (p. ej. hojas), madera (troncos y
ramas), partes subterráneas (raíces), hojarasca producida y tomar en consideración el consumo por parte
de los animales.
Existen métodos empleados para determinar la producción de determinados ecosistemas con fines
prácticos y que normalmente se refieren a aspectos particulares del ecosistema. Así existen técnicas para
determinar la masa vegetal de un bosque en función de la circunferencia de los troncos a cierta altura y de
parámetros característicos de cada bosque. En caso de explotaciones agrícolas se emplea expresar la pro-
ducción de un campo en función de la cantidad producida de un determinado cultivo (cereales, papas,
etc.) en la unidad de tiempo, por ejemplo medida en kilogramos por hectárea y por año, o unidades simi-
lares, y en el caso de campos ganaderos se suele hablar de su receptividad de animales por hectárea que
resulta proporcional a la producción del ecosistema en su conjunto.
Medición de la producción secundaria en los ecosistemas terrestres, [3].
En lo que hace a producción secundaria de ecosistemas terrestres hace necesaria la evaluación cuanti-
tativa de la alimentación y del metabolismo de los animales, hace falta poseer y combinar una serie de da-
tos sobre ingestión, respiración, valor calorífico de las excretas, etc., todo esto es muy difícil. La informa-
ción disponible es incompleta e insegura, generalmente referida a comunidades de una sola especie o de
un solo grupo taxonómico, resultando difícil relacionarla para tener una idea de la producción secundaria
en todo el ecosistema. Una de las pocas regularidades es que la producción neta en cada nivel trófico sue-
le ser como máximo del 10% , aunque generalmente es menos, de la producción en el nivel precedente;
esto limita la longitud de las cadenas tróficas, es decir la cantidad de sucesivos eslabones vinculados por
relaciones depredador - presa, siendo lo más frecuente que existan cuatro ó cinco niveles tróficos, o, in-
cluso, menos.
Energía endosomática y energía exosomática.
Para terminar este trabajo veamos una idea sumamente importante relacionada con la eficiencia total
de la biosfera para convertir energía radiante solar en energía química. Normalmente al llegarse al valor,
que ya dimos antes, de aproximadamente del uno por mil, (el Dr. Margalef cita 1,2 por mil de la radiación
luminosa equivalente al 0,6 por mil de la energía total recibida) para esta eficiencia; se dice que la natura-
leza es poco eficiente en tal conversión; pero en realidad no es así, como veremos.
La energía entra al ecosistema fundamentalmente 1) como energía de la luz y es aprovechada por los
organismos autótrofos fotosintetizadores en el proceso de fotosíntesis; o 2) como energía química genera-
da en reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos, por ejemplo de sulfuros, utilizada por los mi-
croorganismos quimiolitotróficos, pero en menor proporción, salvo en algunos ecosistemas particulares
como los que se dan en ciertos fondos oceánicos, [3] y [11],
Además también el ecosistema requiere energía de menor calidad como energía de apoyo, p. ej. la
energía necesaria para situar el agua en un punto donde sea utilizable por las plantas; esta energía también
es aportada por el sol y su cantidad suele ser mucho mayor que la empleada en fotosíntesis; baste recordar
que una parte en peso de materia orgánica seca implica doscientas a cuatrocientas partes en peso de agua
que previamente debió ser evaporada, formar una nube, la cual a su vez debió llegar, arrastrada por el
viento, a la zona en donde la necesita la planta y caer sobre ella como lluvia, [7].
Así se puede hablar de una energía endosomática, para referirse a la de alta calidad que emplean di-
rectamente los organismos y que queda en el ser vivo como energía química de la materia orgánica, y de
una energía exosomática o de apoyo, que no permanece en el ser vivo pero es imprescindible para su vi-
da. Así, cuando comemos un trozo de pan podemos aprovechar la energía química de la materia orgánica
que lo constituye, es decir su energía endosomática, pero no la gastada en las labores agrícolas, riego, fer-
tilizantes, fitosanitarios, etc. empleados al cultivar el trigo, tampoco la consumida para elaborar la harina,
confeccionar el pan, cocerlo, etc. incluyendo todos los transportes intermedios hasta llegar el producto a
nuestra mesa.
20. El ecosistema y la energía.

Incluso el hombre utiliza en promedio diez veces más energía exosomática que endosomática, y esta
relación alcanza valores entre cien y mil en los países altamente industrializados, de donde el valor del
cociente Energía exosomática/Energía endosomática gastadas por una sociedad es un indicador de su de-
sarrollo industrial.
También en la agricultura existe una relación importante entre energía exosomática disponible y ren-
dimiento, p. ej. de las cosechas; normalmente a mayor aporte de energía exosomática, p. ej. usada en el
riego, en fertilizantes, biocidas, laboreos, etc. (también se suele hablar de subsidio de energía), mayor
rendimiento, o sea que podemos pensarlo, según el Dr. Margalef, como una transformación de la energía
del petróleo, es decir energía endosomática de plantas antiguas, en energía exosomática para las plantas
actuales. Sólo creemos conocer un caso en el que realmente se aporta energía endosomática a los autótro-
fos: cuando en un laboratorio o en ciertos viveros especiales se los ilumina para permitir la fotosíntesis.
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María y a mis padres.
También a la Sra. Dra. en Ciencias Biológicas Doña Gloria María Alonso de Pina por haber leído y
corregido la primera versión de este trabajo en 1.985.

Buenos Aires 13 de Agosto del 2.017. Ing. Juan Manuel Sánchez.

Vocabulario.
Para terminar veamos el verdadero significado de algunas de las palabras que hemos empleado, según
la Real Academia Española, [1]:
agotable. adj. que se puede agotar.
agotar. (Del lat. eguttare, de gutta, gota) tr. Extraer todo el líquido que haya en una capacidad cualquiera.
U.t.c.prnl. // 2. fig. Gastar del todo, consumir. AGOTAR el caudal, las provisiones, el ingenio, la pacien-
cia. AGOTARSE una edición, U.t.c.prnl. // 3. fig. Cansar extremadamente. U.t.c.prnl.
alimento. (Del lat. alimentum, der. de alĕre 'alimentar'.) 1. m. Conjunto de sustancias que los seres vivos
comen o beben para subsistir. || 2. m. Cada una de las sustancias que un ser vivo toma o recibe para su
nutrición. || 3. m. Poder nutritivo o capacidad para nutrir de una sustancia comestible. La leche tiene mu-
cho alimento. Es una bebida de poco alimento.|| 4. m. Cosa que sirve para mantener la existencia de al-
go que, como el fuego, necesita de pábulo. || 5. m. Sostén, fomento, pábulo de cosas incorpóreas, como
virtudes, vicios, pasiones, sentimientos y afectos del alma. || 6. m. pl. Der. Prestación debida entre pa-
rientes próximos cuando quien la recibe no tiene la posibilidad de subvenir a sus necesidades.|| alimento
concentrado. 1. m. alimento rico en uno o varios principios nutritivos de fácil digestión.
En la vigésima edición del Diccionario (1984) aclaraba: alimento plástico. El que sirve principalmente,
como los albuminoides, para reparar la pérdida de materia que constantemente padece el organismo a
consecuencia de su actividad fisiológica. || alimento respiratorio. El destinado principalmente, como las
féculas, a procurar energía al organismo, mediante la combinación de dicho alimento con el oxígeno
aportado por la función respiratoria ||...
ambiente. (del lat. ambiens, -entis, que rodea o cerca) adj. Aplícase a cualquier fluido que rodea un cuer-
po. //2.m. Aire tranquilo que rodea los cuerpos. //3. Condiciones o circunstancias de un lugar, que parecen
favorables o no para las personas, animales o cosas que en él están. //4...
comunidad.(Del lat. communitas, -atis) f. Calidad de común, de lo que no siendo privativamente, pertenece
o se extiende a varios. // 2...
anabolismo. (Del gr. ἀναβολή 'lanzamiento' e -ismo). 1. m. Biol. Conjunto de procesos metabólicos de
síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas.
catabolismo. (De cata-, el gr. βάλλειν, echar, e -ismo). 1. m. Biol. Conjunto de procesos metabólicos de
degradación de sustancias para obtener otras más simples.
depredación. (Del lat. depraedatĭo, -ōnis). 1. f. Pillaje, robo con violencia,|| 2 . f. Acción y efecto de de-
predar.devastación. || 3 f. Malversación o exacción injusta por abuso de autoridad o de confianza.
depredador, ra. (Del lat. depredātor, -ōris). 1. adj. Que depreda. U. t. c. s.
Real Academia Española © Todos los derechos reservados
depredar. (Del lat. depraedāri). 1. tr. Robar, saquear con violencia y destrozo. || 2. tr. Dicho de un ani-
mal: Cazar a otros de distinta especie para su subsistencia.
 El ecosistema y la energía. 21.

cazar. (Del lat. *captiāre, de captāre, coger). 1. tr. Buscar o seguir a las aves, fieras y otras muchas cla-
ses de animales para cobrarlos o matarlos. || 2...
eco-. (Del gr. ) Elemento compositivo que entra en la formación de algunas palabras españolas con
el significado de "casa", "morada" o "ámbito vital ".
ecología.(De eco- y -logía.) f. Ciencia que estudia las relaciones existentes entre los seres vivientes y el
medio ambiente en que viven. //2. Parte de la sociología, que estudia la relación entre los grupos humanos
y su ambiente, tanto físico como social.
ecosistema. (de eco- y sistema) m. Comunidad de los seres vivos cuyos procesos vitales se relacionan en-
tre sí y se desarrollan en función de los factores físicos de un mismo ambiente.
energía. (Del lat. energia, y éste del gr. ) f. Eficacia, poder, virtud para obrar. //2. Fuerza de vo-
luntad, vigor y tesón en la actividad. //3. Fís. Causa capaz de transformarse en trabajo mecánico./4.
...//radiante. energía existente en un medio físico causada por ondas electromagnéticas o fotones, median-
te las cuales se propaga directamente sin desplazamiento de la materia.
eutrofía. (Del gr. ) f. Buen estado de nutrición
eutrófico, ca. adj. Dícese del órgano o del organismo en estado de eutrofía, y de los medios nutritivos que
permiten conseguir tal estado.
medio, dia. (Del lat. medius) adj. Igual a la mitad de una cosa. MEDIO real; MEDIA naranja. //2. Dícese
de los que está entre dos extremos, en el centro de algo o entre dos cosas. //3. Que está intermedio en lu-
gar o tiempo. //4 ... // ambiente. Conjunto de circunstancias físicas que rodean a los seres vivos. //2. Por
ext., conjunto de circunstancias físicas, culturales, económicas, sociales, etc., que rodean a las personas. // ...
metabolismo. (Del gr. μεταβολή, cambio, e –ismo). 1. m. Biol. Conjunto de reacciones químicas que
efectúan constantemente las células de los seres vivos con el fin de sintetizar sustancias complejas a partir
de otras más simples, o degradar aquellas para obtener éstas.
~ basal. 1. m. metabolismo de un organismo en reposo y en ayunas.
natural. (Del lat. naturális) adj. Perteneciente a la naturaleza o conforme a la calidad o propiedad de las
cosas. // ...
naturaleza. (De natural) f. Esencia y propiedad característica de cada ser. //2. En teología, estado natural
del hombre, por oposición al estado de gracia. El bautismo nos hace pasar del estado de la NATURALEZA
al estado de gracia. //3. En sentido moral, luz que nace con el hombre y le hace capaz de discernir el bien
del mal. //4. Conjunto, orden y disposición de todas las entidades que componen el universo. //5 .Principio
universal de todas las operaciones naturales, e independientes del artificio. En este sentido la contraponen
los filósofos al arte.
oligo-. (Del gr. , poco)Elemento compositivo que, antepuesto a otro, entra en la formación de al-
gunas palabras españolas con el significado de "poco" o "insuficiente". OLIGOpolio, OLIGOfrenia.
predación. Aunque esta palabra suele ser muy usada no figura en el Diccionario, tampoco la usa el Dr.
Marglef en su “Ecología”, [3], en cambio si emplea “depredador”.
producción. (Del lat. productio , -onis.) f. Acción de producir.// ... //4. Suma de los productos del suelo o
de la industria.
producir. (Del lat. producere) tr. Engendrar, procrear, crear. Se usa hablando más propiamente de las
obras de la naturaleza, y por ext., de las del entendimiento. //2. Dar, llevar, rendir fruto los terrenos, árbo-
les, etc. //3. ...//5. fig. Fabricar, elaborar cosas útiles.
productividad. f. Calidad de productivo. 2. Capacidad o grado de producción por unidad de trabajo, su-
perficie de tierra cultivada, equipo industrial, etc.
recurrir. (Del lat. recurrere) intr. Acudir a un juez o autoridad con una demanda o petición. //2. ...
renovable. adj. Que puede renovarse.
renovar. (Del lat. renovare) tr. Hacer como de nuevo una cosa, o volverla a su primer estado. U. t. c .prnl.
//2. Restablecer o reanudar una relación u otra cosa que se había interrumpido . U.t .c .prnl. // 3. Reanu-
dar, poner de nuevo o reemplazar una cosa. // 4 .Trocar una cosa vieja, o que ya ha servido por otra nue-
va. RENOVAR la cera, la plata. // 5. Reiterar o publicar de nuevo. // 6. Consumir el sacerdote las formas
antiguas y consagrar otras de nuevo. //7. ant. novar.
trófico, ca. (Del gr. , alimenticio) adj. Fisiol. Perteneciente o relativo a la nutrición.
ANEXO I.
Nociones sobre estructura y funcionamiento celular.
Los seres vivos han sido clasificados en dos grandes grupos:
1. aquellos cuyas células carecen de núcleo diferenciado o procariotas o procariontes y
22. El ecosistema y la energía.

2. aquellos cuyas células tienen núcleo diferenciado o eucariotas o eucariontes.

Del griego karyon grano o núcleo y pro anterior o precedente, de allí que las células procarióticas o
procariontes son las que no poseen núcleo, sino más bien tienen una estructura que puede considerarse
precursora de un núcleo; de la misma forma, si eu significa bien, entonces células eucarióticas o euca-
riontes son aquellas que poseen un núcleo bien formado, [1].
Destaquemos que las células eucariontes además de tener su núcleo separado del citoplasma mediante
una membrana tienen otras estructuras, llamadas orgánulos, que tienen diferentes funciones y también
están encerrados por membranas.
A su vez se han diferenciado tres grandes dominios de seres vivos:
a. dominio Bacteria,
b. dominio Archaea, o Arquea y
c. dominio Eucaria,
Mientras los integrantes de Bacteria y Arquea son organismos procariontes, los de Eucaria son euca-
riontes.
Por otra parte los seres vivos pueden estar constituidos por una sola célula en ese caso decimos que
son unicelulares, o por muchas células interrelacionadas y son pluricelulares.
Mientras los integrantes de los dominios Bacteria y Arquea son unicelulares, los del dominio Eucaria
pueden ser uni- o pluricelulares
En el Diccionario podemos leer: célula. (Del lat. cellŭla, dim. de cella, hueco). 1. f. Biol. Unidad fun-
damental de los organismos vivos, generalmente de tamaño microscópico, capaz de reproducción inde-
pendiente y formada por un citoplasma y un núcleo rodeados por una membrana. 2. ...
Observemos que dicha definición no tiene en cuenta a los procariontes.
Procariontes.
Composición química: además de múltiples substancias comunes con el resto de los seres vivos, las
bacterias tienen algunas que les son exclusivas; como la mureína que constituye la mayor parte de la pa-
red celular, está ausente en arqueas pero presente en todas las bacterias, excepto las pocas que carecen de
pared celular, los lipopolisacáridos, el ácido dipicolínico en esporas de algunas de ellas, etc. También en
muchas bacterias aparece ácido fosfórico muy polimerizado formando gránulos de polimetafosfato, cono-
cidos como volutina, o gránulos metacromáticos, que les sirven de reserva energética, [11]
Una célula procarionte está constituida esencialmente por una membrana celular, que a manera de una
bolsita cerrada contiene el citoplasma.
La forma de las bacterias puede ser variada, si
son esféricas se las llama cocos, si cilíndricas baci-
los, cuando tienen formas arqueadas y se parecen a
una coma ortográfica vibriones, si se asemejan a
un tirabuzón rígido y más tosco espirilos, o flexi-
bles y delicados espiroquetas. Además pueden
presentarse aisladas o agrupadas, p. e. se llaman
estreptococos cuando los cocos forman hileras, es-
tafilococos si se agrupan formando racimos, los
diplococos se reúnen de a dos y las sarcinas de a
cuatro. Los extremos de los bacilos pueden ser pla-
nos, redondeados, con forma de huso, etc. [2] [3].
Normalmente las bacterias son de tamaño muy pequeño, en general del orden del micrón, por ejemplo
el diámetro de los bacilos ronda 1 m y su longitud de 3 á 5 m, las espiroquetas tienen un diámetro de
0,25 m, entre las más pequeñas hay algunos cocos de sólo 0,5 m de diámetro, incluso existen nanobac-
terias o ultramicrobacterias que miden en torno a 0,05 m , [3]. Excepcionalmente existen algunas muy
grandes, la mayor descripta hasta ahora sería la Thiomargarita de unos750 m de diámetro, [4], que son
extrañas excepciones.
El tamaño tan pequeño tiene como consecuencias [5]:
1) el choque con las moléculas del agua les comunica un movimiento aleatorio en torno a su posición
de equilibrio, conocido como movimiento browniano,
2) dispersan la luz por efecto Tyndall, y si su concentración en el agua es suficientemente elevada le
confieren turbiedad,
3) aumentan la viscosidad del medio en el que se encuentran suspendidas,
 El ecosistema y la energía. 23.

4) su gran relación superficie volumen les permite una gran capacidad de intercambio de materia con
el medio, así su actividad metabólica puede llegar a ser muy elevada y, con ella su multiplicación muy
rápida.
En la figura tratamos de representar las partes principales de una bacteria, que detallaremos a conti-
nuación.
El cromosoma bacteriano está consti-
tuido por una doble cadena de ADN, ge-
neralmente es circular, rara vez lineal y
lleva toda la información genética básica
necesaria para la célula, su estructura y
función; se encuentra extremadamente
retorcido de manera que, por ejemplo,
mientras la bacteria Escherichia coli, que
es un bacilo o sea es cilíndrica y mide,
según distintos autores, aproximada-
mente 0,5 m de diámetro x 2 m de
largo [5], ó 1 m x 5 m, [4], el períme-
tro de
su cromosoma extendido tiene 1,4 mm, o según el Dr. Palleroni, [6], su longitud alcanza a unas mil veces
a la del microorganismo es decir tendría unos 2 mm, con un peso molecular de 3 x 10 9, que es uno de los
mayores conocidos.
Este cromosoma bacteriano se encuentra formando una estructura conocida como zona nuclear o nu-
cleoide que ocupa un 50 % del lumen de la célula [3], pero no está separado del citoplasma por ninguna
membrana.
Plásmido: estructura también constituida por doble cadena de ADN circular o, raramente, lineal, pero
mucho más pequeño que el cromosoma bacteriano, eventualmente puede integrarse al mismo, puede ser
uno o varios, no lleva información hereditaria fundamental para la vida pero le confiere a la célula venta-
jas en su crecimiento frente a otros organismos competidores, p. ej. dotarla de resistencia a antibióticos,
permitirle degradar determinados compuestos, transmitirle información genética a otras bacterias por con-
jugación, [6] y [3]. Los virus también pueden transformarse en plásmidos, o integrarse al cromosoma ce-
lular.
Membrana citoplasmática o celular, tiene unos 5 a 7 nm de espesor [4] y [5], actúa como barrera de
permeabilidad muy selectiva, así moléculas pequeñas y no polares la atraviesan libremente en ambas di-
recciones, pero las moléculas con carga eléctrica deben ser conducidas por algún sistema de transporte
para atravesarla [7] y [6], como veremos luego. Además cumple importantes funciones metabólicas, así
en ella se encuentran enzimas respiratorias [1] y en muchas bacterias aparecen mesosomas son plega-
mientos de la membrana en los que tiene lugar la oxidación aeróbica [6] y [7]. La membrana está consti-
tuida básicamente por una doble capa de fosfolípidos y proteínas, como tratamos de ilustrar en la figura
Las proteínas pueden moverse y así se habla de un mosaico fluido, [6].

La membrana debe mantener su integridad y fluidez en diferentes condiciones de temperatura, según

el ambiente en el que vive el microorganismo, si la temperatura es alta puede desintegrarse la membrana,
si es baja solidificarse o gelificarse, se ha observado que, dentro de determinados límites, ciertas bacterias
pueden adaptar la composición de su membrana a la temperatura del medio, incluso en las arqueas la
membrana tiene directamente una composición diferente, [8].
24. El ecosistema y la energía.

Como simple ejemplo copiamos, de [7], la fórmula y el esquema de una molécula de un fosfolípido.

Las membranas citoplasmáticas son impermeables en sí mismas a la mayor parte de las moléculas, en-
tonces, en rigor, son semipermeables, o mejor aún tienen una permeabilidad selectiva.
Se han descripto diferentes mecanismos para explicar el transporte de materia a través de la membra-
na, por ejemplo para el ingreso de nutrientes a la célula se proponen [5]:
1) Transporte pasivo inespecífico o difusión simple, La difusión simple se debe al gradiente de con-
centraciones a un lado y otro de la membrana y se produce por el paso de estas sustancias a través de po-
ros inespecíficos de la membrana citoplasmática. Sólo se da en el caso de O 2, CO2, NH3, agua y otras pe-
queñas sustancias polares no ionizadas.
2) Transporte pasivo específico o difusión facilitada se produce por difusión a través de transportado-
res específicos, que suelen ser proteínas integrales de membrana, al ingresar la substancia a la célula entra
rápidamente en su metabolismo y desaparece como tal, manteniendo un gradiente elevado de concentra-
ciones. Es un sistema de transporte común en eucariotas pero raro en bacterias, salvo en el caso del glice-
rol para muchas de ellas.
3) Transporte activo: se produce en contra de un gradiente de concentraciones, lo que requiere un gas-
to de energía suministrada por la célula. Son los sistemas de transporte más comunes en las bacterias y les
permite vivir en medios con concentraciones bajas de nutrientes.
Ribosomas: cuerpos granulares muy pequeños que son los centros de la síntesis de proteínas, [1] y [7],
algunos se encuentran sumergidos en el citoplasma, otros adheridos a la cara interna de la membrana en
contacto con el citoplasma.
Pared celular: la tienen la mayoría de los procariontes, una excepción son algunas arqueas y entre las
bacterias los micoplamas que son bacterias parásitas de otros seres vivos.
 El ecosistema y la energía. 25.

Sus funciones principales son:

1 le da forma a la célula,
2 le permiten soportar fenómenos osmóticos; así, si a una bacteria se le quita la pared celular me-
diante un ataque con una enzima adecuada llamada lisosima), se la convierte en un protoplasto, es
decir una célula cuyo límite exterior es la membrana, se la debe conservar en un medio isotónico
con el citoplasma, es decir con igual presión osmótica, p. ej. sacarosa al 10% [6],
3 además sólo permiten la difusión de moléculas relativamente pequeñas, con lo que protegen a la
célula de muchos agentes antibacterianos, como antibióticos, enzimas, etc., [5],
4 le confieren propiedades de superficie: capacidad de humedecerse, adhesividad, carga eléctrica, [5],
5 es punto de anclaje del anillo externo del corpúsculo basal de los flagelos, etc. [5].

Según el Diccionario: isotónico, ca. (Del gr. ἰσότονος, de igual tensión, e ‒ico). 1. adj. Quím. Dicho de
dos o más disoluciones: que, a la misma temperatura, tienen igual presión osmótica.
Muchos de los efectos de las bacterias sobre otros seres vivos se relacionan con substancias presentes
en la pared celular, p. ej. su capacidad para inducir fiebre, necrosis de tejidos, hipotensión, etc. [5].
En la mayoría de las bacterias el componente fundamental de la pared es la mureína o peptidoglicano
(ó peptidoglucano), cuyas moléculas se entrelazan para formar una macromolécula que envuelve a la
célula, dándole su forma y resistencia mecánica ante la acción de la presión de turgencia celular debida a
las substancias disueltas en el citoplasma.
La pared celular permite distinguir dos grandes grupos de bacterias, salvo pocas excepciones, gracias a
la coloración que toman al ser teñidas según la técnica desarrollada por el Sr. Dr. Don Hans Christian
Joachim Gram (médico y farmacólogo danés, 1853 - 1938). Al ser teñidas conforme a este método, que
explicamos en el Anexo, las bacterias Gram positivas toman color violeta y las Gram negativas rosa o co-
lorado.
La pared celular de las bacterias Gram negativas es sumamente más compleja que en las Gram positi-
vas, como tratamos de resumir en la Figura . Pero en las bacterias Gram negativas la mureína forma pocas
o una sola capa, constituyendo del 1 al 10% en peso de la pared, en cambio en las Gram positivas pueden
llegar a ser hasta 25 capas de mureína, implicando un 50 a un 80% en peso de la pared, [5], de allí resulta
que las presiones de turgencia debidas a las substancias disueltas en el citoplasma pueden alcanzar, según
las bacterias, de 0,2 á 0,5 MPa, en las Gram negativas, y 2,5 MPa en las Gram positivas (recordemos que
1 MPa = 9,869 atm), [3].
Esto explicaría el comportamiento ante la tinción de Gram: el alcohol contrae la estructura de la mu-
reína y en las células Gram positivas la capa gruesa de mureína no deja escapar al colorante violeta en
cambio, en las bacterias Gram negativas la capa simple de mureína, de aproximadamente 1 nm de espesor
y con poros grandes permite la fuga del primer colorante, el violeta, y luego se tiñen de colorado con el
colorante de contraste, [5]. Otra explicación , [9 ], se basa en la presencia de lípidos en las paredes celu-
lares de las Gram negativas, éstos serían arrastrados por el alcohol durante el proceso de tinción y con
ellos se iría el complejo formado por el iodo y el cristal violeta y la célula pierde su color.

Flagelos: son los órganos de locomoción de la mayoría de las bacterias que tienen pared celular rígida,
raros en cocos más comunes en bacterias de forma alargada, como los bacilos, [6]; son largos filamentos
extracelulares con forma helicoidal, de unos 15 nm de diámetro, que les permiten desplazarse a las bacte-
rias móviles en medios líquidos, [5]. Movidos por un “motor” rotatorio accionado por el gradiente de pro-
tones entre ambas superficies de la membrana celular, pueden rotar en ambos sentidos y las bacterias al-
canzan velocidades del orden de hasta unos 100 m/s, [5] podemos deducir entonces que si consideramos
que una bacteria de dimensiones comunes, como p. ej. Escherichia coli tiene unos 2 m de largo, despla-
26. El ecosistema y la energía.

za 50 veces su longitud por segundo, un ser humano de 1,7 m de altura se desplazaría a 85 m/s o sea unos
300 km/h.
Según la especie de bacteria pueden tener un solo flagelo o varios, incluso cientos repartidos sobre to-
do el cuerpo. El número y la ubicación de los flagelos en la célula ayuda para su identificación, [6].
El movimiento puede ser al azar, virando cada 2 á 4 segundos, pero puede estar estimulado por un
agente exterior que atrae o repele a la bacteria y, entonces el movimiento no es desordenado y el microor-
ganismo se acerca o aleja de la fuente del estímulo adaptando el sentido de giro de los flajelos según las
circunstancias, [5].
Los estímulos principales pueden ser, [5]:
concentración de oxígeno disuelto en el medio, se habla de “aerotaxia”, se dice que el microorganis-
mo tiene aerotaxia positiva si es atraído hacia concentraciones mayores de oxígeno, p. ej. los aeróbicos y
los facultativos, o aerotaxia negativa si es repelido, es el caso de los anaeróbicos;
gradiente de intensidad de luz , se la llama fototaxia, p. ej. en las bacterias fotosintetizadoras anóxicas;
gradiente espacial de una substancia química, se denomina quimiotaxia, y puede originar que la bacte-
ria sea atraída o repelida de la fuente de la substancia,
Fimbrias o pelos (pili), [5]. Son formaciones rectas y rígidas de 3 á 10 nm de diámetro (3 á 30 según
[4]) que se observan en la superficie de ciertas especies bacterianas, sobre todo Gram negativas. Su núme-
ro varía desde la unidad a cientos de miles por célula, existen dos tipos principales: 1) las fimbrias ad-
hesivas que les sirven a las bacterias para adherirse a superficies vivas o inertes formando microcolonias
y películas (velos) sobre cuerpos en reposo, p. ej. de esta manera individuos de diferentes especies de bac-
terias forman la placa dental, 2) los pelos sexuales de bacterias Gram negativas, permiten el contacto ini-
cial entre bacterias para la conjugación, la cual, junto con la transformación y la transducción es una de
las maneras de transferencia de material genético de una célula bacteriana a otra, pues normalmente las
bacterias se reproducen por simple división celular agámica.
Cápsulas externas. Muchas especies de bacterias forman cápsulas externas, de polímeros orgánicos
muy hidratados, que, entre otras ventajas les confieren protección contra la desecación, la depredación y
agentes antibacterianos, además les permiten adherirse entre sí y formar colonias de la misma especie y
consorcios con individuos de otras especies o bien a superficies vivas o no, creando problemas de corro-
sión, placa dental, etc. o siendo ventajosas al colonizar la flora intestinal de los mamíferos, [5].
Prostecas son apéndices semirrígidos del cuerpo celular de ciertas bacterias que, según los casos, fun-
cionan en la reproducción, en la sujeción a sustratos inertes o entre sí formando grupos de varios indivi-
duos, logrando así una mayor relación superficie volumen, facilitando su flotación y la captación de nu-
trientes,[5].
Tallos o pedúnculos son estructuras fibrosas no vivas producidas por secreción continua de materiales
orgánicos en puntos determinados de la superficie bacteriana y les permite adherirse a sustratos sólidos, [5].
Citoesqueleto o esqueleto celular: constituido por un intrincado sistema de fibras protéicas que ocupan
el citoplasma y tiene diferentes funciones sobre todo mecánicas y dando forma a la célula: mantiene los
diferentes componentes celulares en determinadas ubicaciones y orientan sus desplazamientos, p. ej. el de
los cromosomas en la división celular, generan fuerzas mecánicas que permiten moverse a la célula o
cambiar de forma, etc. Originalmente estudiados en eucariontes se los ha descripto también en procarion-
tes, [3], [12] y [13].
Los componentes del citoesqueleto se ligan a la membrana plasmática y a otras estructuras membrano-
sas mediante proteínas específicas. El complejo membranas-citoesqueleto es un sistema dinámico cuyas
funciones principales son mantener y modificar la forma de la célula y, además, ubicar, distribuir y des-
plazar los componentes celulares, [4].
Esporas bacterianas, [5]. Cuando algunas especies de bacterias Gram positivas se ven sometidas a es-
casez de nutrientes, p. ej. al final de la etapa logarítmica de crecimiento, pueden formar dentro de la célu-
la vegetativa otra célula durmiente, llamada espora, que se libera al medio por autolisis de la célula que
la generó , también se la conoce como endospora por formarse dentro de la célula. Las esporas bacteria-
nas libres, pueden vivir decenios en estado durmiente y volver al estado vegetativo, se dice “germinar”,
cuando las condiciones ambientales le sean propicias.
Las principales características de las esporas bacterianas son:
1. tienen la tasa metabólica más baja que se conoce en el mundo vivo, lo que les permite sobrevivir
mucho tiempo en ausencia de nutrientes, incluso ser transportadas por el aire,
2. su contenido de agua muy bajo, de unos 0,3 g de agua/g de peso seco, frente a los 3-4 g de agua/g
de peso seco de la célula vegetativa, hace que la espora sea muy refráctil al microscopio óptico
en fresco,
 El ecosistema y la energía. 27.

3. varias de sus características a las que se suma que casi no contienen agua, les permiten soportar
temperaturas muy elevadas, 100ºC durante varias horas [6] o 120º de calor húmedo, es decir en
medios saturados de vapor de agua, durante 10 minutos, lo que debe tenerse en cuenta al esterili-
zar materiales,
4. la formación de cubiertas celulares muy gruesas, insolubles e impermeables las hace resistentes a
gentes químicos como el octanol, el cloroformo, etc., y junto con otros cambios en su composi-
ción química les permiten soportar a los rayos ultravioletas.
Mientras la formación de las esporas demora entre 5 y 8 horas, su retorno a la vida vegetativa demo-
raría de unos 30 minutos á 60º, [según 6], a 90 minutos [según 5].
Al esporular algunas especies producen antibióticos [6], otras , p. ej. Bacillus thuringiensis, generan
cristales de proteínas, llamados cuerpos paraesporales, que son tóxicos para los lepidópteros, p. ej. mari-
posas y polillas, y otros insectos, por lo que se las ha usado como biocida, sobre todo en cultivos de maíz,
algodón y papas.
Los quistes bacterianos abarcan la célula entera, [6], se producen por acumulación de materiales de re-
serva y engrosamiento de la pared celular de la célula vegetativa. Tienen mayor resistencia a la deseca-
ción, a agentes químicos y al calor que las células vegetativas pero menor que las endoesporas.

ANEXO
Hans Christian Joachim Gram (1853 - 1938) fue un médico y farmacólogo danés que desarrolló un
método de tinción de bacterias que permite clasificarlas en dos grandes grupos según la estructura de sus
paredes, las llamadas Gram positivas (o directamente Gram +) y las Gram negativas (Gram -), [3].
Según [3] y [10] el método consiste básicamente en:
Preparación
1) formar sobre el portaobjeto una película con una gota del cultivo,
2) secar al aire,
3) fijar a la llama con la película hacia ariba, de esa forma coagula el citoplasma por el calor,
Tinción
4) teñir con cristal violeta, que es un colorante catiónico perteneciente a la clase de los colorantes de
trimetilmetano, durante 1 minuto, todas las células aparecen de color violeta,
5) lavar para quitar el exceso de colorante
6) cubrir con lugol, que es una solución de iodo (I2) e ioduro de potasio (KI), que actúa como mor-
diente, al formar el iodo con el cristal violeta un complejo o laca insoluble en agua y moderadamente so-
luble en alcohol o acetona, durante 3 minutos, todas las células permanecen de color violeta,
7) lavar con alcohol, o una mezcla al 50% de alcohol y acetona, que arrastra al complejo formado por
el iodo y el cristal violeta, durante unos 20 segundos, algunas células permanecen violetas, otras pierden
su color y no son visibles,
Tinción de contraste
8) teñir con un colorante de contraste, por ejemplo safranina o fucsina básica, durante 1 á 2 minutos,
se tiñen de rosa hasta colorado las células decoloradas antes, las violetas continúan siéndolo.
Observación
9) por ejemplo observando con objetivo sumergido en aceite se distinguen las bacterias Gram + serán
violetas, las Gram – coloradas.
Así el comportamiento ante la coloración de Gram es una característica taxonómica muy importante
que también está correlacionada con otras características bacterianas, [3].
Bibliografía:
[1] Lehninger, Albert L. Bioenergética. Fondo educativo interamericano. Bogotá. 1975
[2] Prescott, Lansing M.; Harley, John P.; Klein, Donald A. Microbiología. McGRAW-HILL-
INTERAMERICANA DE ESPANA. Madrid, 2004.
[3] Fuchs, Georg et al. Allgemeine Mikrobiologie. 8ª Ed. Georg Thieme Verlag. Stuttgart, Nva. York,
2007.
[4] Raisman, Jorge; González, Ana María. Hipertextos del área de biología. Universidad Nacional del
Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias, Corrientes. República Argentina. Disponible en:
http://www.biologia.edu.ar/index.html
28. El ecosistema y la energía.

http://www.biologia.edu.ar/notas/thiomargarita.htm
http://www.biologia.edu.ar/notas/thiomargarita.htm),
http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema8/8-1citoplas.htm
[5] Iáñez Pareja, Enriqe. Microbiología y biotecnología. Departamento de Microbiología. Instituto de
Biotecnología. Universidad de Granada, España. http://www.ugr.es/~eianez/
http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/01historia.htm
http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/index.htm
http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/09esporas.htm#_Toc57039367
6] Palleroni, Norberto J. Principios generales de microbiología. OEA, Washingyon, 1.980.
[7] Reinhard, Ernst; Schultz, J. Biología farmacéutica. Citología. Genética. Fisiología. Ediciones
Marzo 80. Manuel Company Editores. Barcelona, 1.983.
[8] Atlas, Ronald M.; Bartha, Richard. Ecología microbiana y Microbiología ambiental. Pearson Edu-
cación S.A., Madrid, 2.002.
[9] Dra. Huergo., Apuntes de clase de la materia: Microbiología Industrial, Facultad de Ingeniería
de la Universodad de Buenos Aires, 1.992.
[10] Vullo, Diana L.; Wachsmann, Mónica B.; Alche, Laura E. Microbiología en práctica - Manual de
técnicas de laboratorio para la enseñanza de microbiología básica aplicada. Ed. Atlante, Buenos Aires.
2.000.
[11] Parés i Farràs, Ramón; Juárez Giménez, Antonio. Bioquímica de los microorganismos. Reverté.
Bar-celona, 1.997.
[12] Berón, Walter; Colombo, María Isabel; López, Luis Alberto; Mayorga, Luis Segundo; Sosa, Mi-
guel Ángel. Citoesqueleto y vida celular. Colección ciencia joven, Nº 36. EUDEBA, Bs. As. 2009.
[13] Voet, Donald; Voet, Judith G.; Pratt, Charlotte W. Fundamentos de Bioquímica. La vida a nivel
molecular. 2ª Edición. Ed. Médica Panamericana. Bs. As., 2011.
A revisar y completar: arqueas, eucariontes, etc.
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Buenos Aires, 20 VIII 2017.
ANEXO II.
Organismos autótrofos y heterótrofos.
En general las principales reacciones químicas llevadas a cabo por los seres vivos son de oxidorreduc-
ciones o reacciones de oxidación - reducción.
Recordemos que oxidar implica quitar electrones a los átomos de un elemento o bien iones hidrógeno
de un compuesto y reducir, a la inversa, agregar electrones a un elemento o bien iones hidrógeno a un co-
puesto, [17], p. ej. al hacer arder gas metano en una llama para obtener calor estamos oxidando el carbono
del metano y reduciendo el oxígeno del aire, o sea:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O (1)
es decir metano + oxígeno → anhídrido + agua
carbónico
podemos pensarlo así
C4- → C4+ + 8 e- (2) es decir el carbono se oxida.
-
O + 2e → O
0 2-
(3) y el oxígeno se reduce.
o si lo pensamos desde el punto de vista de los iones hidrógeno éstos fueron cedidos por el metano, que se
oxidó y ganados por el oxígeno, que se redujo, para dar agua.
Para los compuestos orgánicos propiamente dichos no es tan sencillo definir oxidación y reducción,
incluso a veces se debe recurrir a un reactivo inorgánico y, según éste se oxide o se reduzca, deducir si la
substancia orgánica se redujo u oxidó, respectivamente; pero una definición útil de oxidación es la ganan-
cia de oxígeno o la pérdida de hidrógeno, y a la inversa la reducción de un compuesto orgánico es la pérdi-
da de oxígeno o la ganancia de hidrógeno, [18] y, [19].
A la reacción inversa de la de oxidación se la llama reducción, destaquemos que ambas reacciones se
dan simultáneamente, por lo que es más preciso hablar de reacciones de oxidación - reducción.
Es interesante notar que el número de oxidación del carbono en compuestos tales como la glucosa es
cero, por la convención establecida para dar valor a tal número, [13].
Todas estas reacciones implican transferencia de energía, así para la síntesis de la materia orgánica a
partir de sus componentes inorgánicos se debe aportar energía a la reacción, la que queda almacenada
como energía química de la materia orgánica y podrá ser luego liberada al oxidar dicha materia orgánica.
 El ecosistema y la energía. 29.

Los seres vivos en general sintetizamos materia orgánica; a aquellos que son capaces de sintetizarla a
partir de substancias inorgánicas y energía los llamamos autótrofos, a los que necesitamos hacerlo a partir
de materia orgánica los llamamos heterótrofos.
Conversión de carbono inorgánico en carbono orgánico.
Según sea la forma de la energía que utilizan los organismos autótrofos para la conversión de materia
inorgánica en materia orgánica, se los puede clasificar en fotosintetizadores, o fotolitotrofos, y en quimio-
sintetizadores, o quimiolitotrofos. Los primeros usan energía radiante, los segundos energía química que
obtienen mediante reacciones químicas de oxidorreducción.
Los, organismos autótrofos fotosintetizadores emplean, en la naturaleza, luz solar, y son:
a-1. Plantas, algas y bacterias cianofíceas o cianobacterias o algas verde-azuladas.
En forma muy esquemática la reacción de fotosíntesis, sería [15]:
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O (4)
Como podemos ver el carbono se reduce de C4+ en la molécula de anhídrido carbónico, a C0 en la
molécula orgánica, el oxígeno se oxida de O 2- en la molécula de agua a O0en la molécula de oxígeno ga-
seoso; dicho de otra manera el agua cede protones o sea se oxida, y el anhídrido carbónico es reducido, es
decir toma protones, a hidratos de carbono con liberación de agua.
Usando agua marcada con el isótopo 18O del oxígeno se ha podido probar que el agua es un producto
de la reacción y que contiene oxígeno proveniente del anhídrido carbónico, el otro oxígeno del anhídrido
carbónico pasa a formar parte de la molécula orgánica, consecuentemente el oxígeno que sale de la planta
proviene de la descomposición del agua, esto se ve más claramente escribiendo [14] y[ 15]:
CO2 + 2 H2O* → CHOH + O*2 + H2O (5)
donde con O* hemos indicado al átomo del isótopo del oxígeno y CHOH simboliza a la materia orgánica
mediante sus componentes principales, y en la proporción en la que entran , p. ej. en las moléculas de glu-
cosa, cuya fórmula es C6H12O6 . Notemos que dos átomos de hidrógeno procedentes de las moléculas de
agua van a la molécula orgánica y con los otros dos y un átomo del oxígeno del anhídrido carbónico se
genera una nueva molécula de agua, diferente de la que entró en el proceso, el átomo restante de oxígeno
del anhídrido carbónico pasará a integrar la molécula orgánica.
Es decir que mediante la fotosíntesis estos organismos reducen al carbono del anhídrido carbónico y oxi-
dan el oxígeno del agua, que resulta liberado como oxígeno molecular, [3], [6], [12], [14], [15], [20] y [21].
Debe notarse que el proceso completo de la fotosíntesis es sumamente complejo, intervienen en él
moléculas orgánicas muy diferentes, incluso con otros elementos distintos a los del carbono, el hidrógeno
y el oxígeno mencionados; así en la clorofila participan el magnesio y el nitrógeno, en las transferencias
de energía intracelulares intervienen iones fosfato, etc., los equilibrios energéticos entre la energía de los
fotones y las energías necesarias para lograr las reacciones son muy precisos, etc. , lo que nos lleva una
vez más a admirar la verdadera maravilla de la creación de Dios nuestro Señor.
Gracias a Dios nuestro Señor existe la fotosíntesis aerobia y por ella la vida tal como la conocemos
hoy sobre la tierra; ella es la fuente principal de materia orgánica imprescindible para las funciones vitales
de todos los seres vivos y genera el oxígeno, fundamental para los organismos aeróbicos y como origen
del ozono que, en la alta atmósfera, es una barrera protectora de la radiación ultravioleta.
Nos interesa destacar cinco aspectos de las bacterias cianofíceas o cianobacterias:
1) son organismos procarióticos, por ello se los clasificó entre las bacterias, pero su clorofila es la de
las algas, por ello se las incluyó entre éstas; incluso algunos piensan que antiquísimas cianobacte-
rias se introdujeron en organismos eucarióticos heterótrofos y constituyeron los cloroplastos de las
algas y plantas actuales, [11];
2) son autótrofas productoras de materia orgánica,
3) son los principales organismos fijadores de nitrógeno en los ambientes acuáticos, [11],
4) la mayoría, si no todas, las bacterias cianofíceas pueden producir potentes toxinas. Los efectos de
la ingestión de las cianobacterias, o sus toxinas, incluyen daños hepáticos, neurológicos y gas-
trointestinales; en cuerpos de agua eutróficos e hipereutróficos durante los días cálidos del verano
y otoño suelen aparecer fenómenos de crecimiento masivo de algas (llamados floraciones de al-
gas) las cuales, cuando son de bacterias cianofíceas han generado enfermedades y muerte de ani-
males salvajes y domésticos que bebieron el agua que las contiene, también se ha informado de in-
toxicaciones a seres humanos que han bebido esas aguas o las usaron para recreación, [42].
5) Le confieren mal gusto y mal olor al agua, [42].
a-2. Bacterias fotosintetizadoras.
Según los Profesores Drapeau y Jankovic [23] se dividen en bacterias sulfurosas verdes y bacterias púr-
30. El ecosistema y la energía.

puras, entre éstas se distinguen las bacterias sulfurosas púrpuras y las bacterias no sulfurosas púrpuras.
Las bacterias sulfurosas verdes comprenden a la familia de las Clorobiáceas, cuyo género representati-
vo es Chlorobium , son anaeróbica s estrictas, usan ion sulfuro o azufre elemental como donadores de
electrones, cuando oxidan ion sulfuro el azufre se deposita fuera de las células, [11].
Las bacterias sulfurosas púrpura, o rojas del azufre, comprenden las familias de las Cromatiáceas (cu-
yo género más representativo es Chromatium) y las Ectotiorrodospiráceas, pero éstas últimas son foto-
heterótrofas; cuando oxidan ion sulfuro el azufre se deposita dentro de las células, son algo menos sensi-
bles a la presencia de oxígeno y más sensibles al ion sulfuro que las Clorobiáceas, por lo tanto en la co-
lumna de agua se ubican por encima de las anteriores, [11].
Estas bacterias tienen diferentes pigmentos y distintos a la clorofila de las algas, por lo que usan otras
porciones del espectro solar, pudiendo ubicarse más profundamente en el agua, incluso debajo de plantas
flotantes y de las algas, aprovechando mejor la energía disponible y buscando, la mayoría de ellas, zonas en
que sea nula la concentración de oxígeno disuelto, pues son anaeróbicas y anoxigénicas, es decir no consu-
men oxígeno ni lo generan durante la fotosíntesis, [21], [54]. Debe aclararse que algunas especies son capa-
ces de actuar como heterótrofas aeróbica s, es decir consumiendo oxígeno gaseoso pero sólo si están en la
obscuridad, [21] y [23].
La ecuación de fotosíntesis de estas bacterias sulfurosas y fotosintetizadoras podría representarse, [15] y [22]:
CO2 + 2 H2S → CHOH + 2S + H2O (6)
Como vemos en la (6) el ácido sulfhídrico (H 2S), cumple el papel de dador de iones hidrógeno similar
al del agua en la (4), y se puede razonar de manera similar sobre ambas expresiones, [14] ý [21].
Otra manera de pensar los mismo se expresa diciendo que estas bacterias utilizan la luz como fuente
de energía, el anhídrido carbónico como fuente de carbono y el azufre como fuente de electrones,[11].
La oxidación del azufre puede llegar hasta al S 6+, p. ej. formando iones sulfato (SO42-), [21]. Así se
puede escribir, [21]

Cabe anotar que las bacterias no sulfurosas púrpuras requieren, al menos en laboratorio, vitaminas del
complejo B para su crecimiento y reproducción [23] por lo que no serían autótrofas estrictas, lo que nos
indica que hay toda una gradación entre autótrofos estrictos y heterótrofos estrictos y que fotosíntesis no
implica autotrofía, [21].
En el Noroeste español se encuentra un lago pequeño y muy profundo, el lago Cisó, cuyas aguas, por ra-
zones geológicas, son ricas en sulfatos, anaeróbicas en profundidad y su color cambia de rojo a verde según
que las condiciones ambientales hacen prevalecer a unas u otras bacterias sulfurosas púrpuras o verdes, [11].
Como veremos más adelante, este tipo de bacterias tiene una influencia muy positiva al reducir el des-
prendimiento de sulfuro de hidrógeno de las lagunas de estabilización empleadas para el tratamiento de
efluentes líquidos.
b. bacterias quimiosintetizadoras autotróficas
Estas bacterias, también llamadas quimiolitotrofas o quimioautótrofas, [11], carecen de pigmentos
y emplean, reacciones de oxidación-reducción como fuente de energía para la síntesis de materia orgánica
a partir de substancias inorgánicas.
Bacterias que oxidan el nitrógeno o bacterias nitrificantes.
Bacterias como las del género Nitrosomonas, entre otras, oxidan, según la (7), el ión amonio a ión nitrito
que es tomado, por ejemplo, por las del género Nitrobacter para oxidarlo a ión nitrato, según la (8), [11]
(NH4)+ + 1 ½ O2 → (NO2)- + 2 H+ + H2O + energía (7)
donde energía = 66 kcal/mol = 277,2 kJ/mol, [11], otros autores indican de 58 á 84 kcal/mol, [38].
(NO2)- + ½ O2 → (NO3)- + energía (8)
donde energía = 17 kcal/mol = 71,4 kJ/mol, [11], según otros autores de 15,4 á 20,9 kcal/mol, [38].
Observemos que el resultado principal de la acción de este último grupo es la formación de nitratos a
partir del amoníaco, de allí que se las suele llamar bacterias nitrificantes.
Como veremos más adelante los nitratos, junto con los fosfatos y el potasio, son los principales nu-
trientes minerales para las plantas y las algas, su exceso en el agua genera el fenómeno de la eutrofiza-
ción, ya tratado.
Las plantas precisan compuestos nitrogenados para la síntesis de moléculas orgánicas como los ami-
noácidos y los ácidos nucléicos. Las plantas captan mejor los nitratos que el ion amonio, desde este punto
de vista la nitrificación en los suelos es conveniente, pero mientras el ión amonio es positivo y se une con
las partículas de arcilla del suelo, cargadas negativamente, los iones nitrito y nitrato tienen carga negativa,
no se unen a las partículas de arcilla y difunden en la columna de agua de los cuerpos de agua o en el agua
 El ecosistema y la energía. 31.

intersticial de los sedimentos o en el agua del suelo y, en ese caso, son arrastrados por lixiviación, perdién-
dose fertilidad del suelo; desde este otro punto de vista el efecto de la nitrificación es negativo, [11],[35].
Además, según la (7) las Nitrosomonas producen iones hidrógeno que reducen la alcalinidad del me-
dio y, según la capacidad de amortiguación del mismo, pueden reducir su pH.
Para la nitrificación se requieren alrededor de 4,6 g de O2 por gramo de nitrógeno amoniacal, (N-NH4+),
oxidado y como se generan dos equivalentes gramo de ácido (H +) por cada equivalente de amoníaco oxi-
dado [39], se consumirán unos 7,1g de alcalinidad, expresada como CaCO3, por gramo de nitrógeno
amoniacal, (N-NH4+) oxidado, [38], este efecto es particularmente importante cuando se reciben efluentes
cloacales, que son ricos en amoníaco, p. ej. si en las plantas de tratamiento se procede a la nitrificación
puede ser necesario agregar cal para poder mantener el pH entre 7,4 y 7,6 en ese proceso, [40].
El intervalo de valores de p H para la nitrificación es de aproximadamente 6,5 á 8,0, [38], otros autores
indican que la tasa de crecimiento óptima para bacterias nitrificantes se produce a 30ºC y valores de p H
entre 7,2 y 8,5 aunque se pueden aclimatar a valores menores, [40].
El bajo rendimiento energético y en biomasa de estos organismos implica que su tasa de duplicación
sea muy baja, así se han informado períodos de duplicación de 8 á 17 horas para las bacterias nitrifican-
tes como tales, [55], o en particular para el género Nitrobacter de unas 18 horas, [35], otros autores, [40],
dan como tasa de crecimiento máximo á 20ºC para Nitrosomonas máx = 0,33 día-1 y para Nitrobacter
-1
máx = 0,14 día 1, [40], observemos que los conceptos de tasa de duplicación y tasa de crecimiento no
son iguales, como surge del Anexo VI. A la consecuencia de esta lentitud en el crecimiento la veremos, p.
ej., en el ensayo de la Demanda Bioquímica de Oxígeno, cuando anotaremos que en general la influencia
de la nitrificación aparece entre los 10 y los 12 días de comenzada la incubación, salvo que en el medio
haya una comunidad de bacterias nitrificantes suficientemente abundante.
Bacterias que oxidan el azufre.
Por su parte Beggiatoa y ciertas especies del género Thiobacillus oxidan el ion sulfuro, [11]
H2 S + ½ O2 → S0 + H2O energía (9)
donde energía = 50,1 kcal/mol = 210,4 kJ/mol,
el azufre se deposita dentro de las células y en ausencia de H2S se oxida lentamente a sulfato, [11]
S0 + 1½ O2 + H2O → H2SO4 + energía (10)
donde energía = 149,8 kcal/mol = 629,2 kJ/mol.
También oxidan el tiosulfato a sulfato, [22]:
H2S2O3 + 2O2 + H2O → 2 H2SO4 + energía (11)
donde energía = 99,8 kcal/mol = 418 kJ/mol.
La formación de ácido sulfúrico puede ocasionar severos problemas de corrosión, p. ej. en el intradós
de cloacas, ya que el pH del medio puede llegar a 1, [24] y [11]. Como veremos en seguida el H2 S es pro-
visto por bacterias anaeróbicas que degradan materia orgánica usando azufre de sulfatos como aceptor de
electrones, según las (16) y (17), esto se produce particularmente cuando la cloaca está llena de líquido y
el medio es anaeróbico; cuando el liquido baja su nivel, al disminuir el caudal de efluentes, p. ej. durante
la noche, ingresa en ella aire y las Beggiatoa, u otros microorganismos de acción similar, producen ácido
sulfúrico generando el problema. Volveremos sobre el tema al tratar de los sulfuros en el capítulo ”Pará-
metros para evaluar la calidad de aguas y de efluentes líquidos”.
Bacterias que oxidan el hierro.
Por su parte Thiobacillus ferroxidans y algunas otras especies de bacterias, en condiciones adecuadas
de pH ,en general ácidas, pueden oxidar el ion ferroso a férrico, obteniendo energía, [11]
2Fe2+ + ½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O + energía (12)
donde energía = 6,5 kcal/mol = 27,3 kJ/mol.
El hierro férrico precipita como hidróxido férrico, originando, en la naturaleza, yacimientos de mineral
de hierro explotables económicamente, [11], pero también pueden enturbiar el agua y formar costras en
las cañerías, llegando a cegarlas, [28]. Debe destacarse que existen otras bacterias con consecuencias si-
milares sobre el hierro pero que no son autótrofas quimiosintetizadoras.
De las oxidaciones indicadas las bacterias obtienen la energía para la transformación de compuestos
inorgánicos en orgánicos, luego, aparentemente, cuando precisan energía para sus otras funciones vitales
la obtienen mediante la respiración celular. Debemos anotar que los valores de la energía liberada en las
distintas reacciones difieren según los autores.
Usos de la materia orgánica por los seres vivos, sean autótrofos o heterótrofos.
Hasta aquí tratamos de entender, aunque muy superficialmente, las principales vías naturales de con-
versión de carbono inorgánico en carbono orgánico, es decir, más simplemente, la formación de materia
32. El ecosistema y la energía.

orgánica sencilla a partir de sus componentes minerales.

La materia orgánica así generada es empleada por todos los seres vivos para tres grandes usos:
1) como fuente de materia, para "construir" sus propios organismos. En este sentido se habla de un uso
plástico de la materia orgánica. De esa forma el organismo crece, se multiplica y se mantiene, esto último
en el sentido de recomponer partes deterioradas o destruidas;
El crecimiento está dado por el aumento del tamaño de las células en sí y en el caso de los organismos
pluricelulares también se agrega aumento del número de células que los componen. La reproducción im-
plica la división celular y también, en los organismos pluricelulares, la existencia de órganos destinados
sólo a la reproducción del individuo, pensemos, p. ej., en las flores y frutos de las plantas. Con la palabra
mantenimiento quisimos expresar aquellos usos de materia orgánica para reponer partes perdidas de un
individuo, p. ej. la empleada en la cicatrización de heridas. Observemos que parece haber una suerte de
correspondencia temporal entre el paso del tiempo en la vida de un ser vivo cualquiera y la importancia
de estos tres usos, así en la infancia prepondera el crecimiento, en la mitad de la vida la reproducción y,
luego, el mantenimiento, parecería que cuando el organismo no puede asimilar ni siquiera la materia
orgánica que necesita para reemplazar sus propios consumos mínimos, sobreviene la muerte; notemos
que, en rigor, el mantenimiento se extiende durante toda la vida, así un individuo por joven que sea, si se
hiere regenera, en lo posible, lo perdido.
2) como materia para actuar sobre otros seres vivos:
a) favoreciéndolos, p. ej. microorganismos que producen y liberan al medio factores de crecimiento
como vitaminas o aminoácidos,[11],
b) perjudicándolos liberando substancias inhibidoras, así el etanol producido por las levaduras du-
rante la fermentación impide el crecimiento de la mayoría los microorganismos si en el medio la
concentración de alcohol es alta, p. ej. en el vino, pero no de todos, y si disponen de oxígeno las
bacterias del género Acetobacter pueden convertirlo en ácido acético, generando vinagre, a su vez
el ácido acético inhibe muchas otras poblaciones microbianas, [11]. A este tipo de productos per-
tenecen los antibióticos, es decir substancias producidas por un microorganismo que, a concentra-
ciones bajas matan a otros microorganismos o inhiben su crecimiento, [11].
Notemos que puede haber una diferencia fundamental entre el origen de dichas substancias, unas
se producirían por el metabolismo primario normal, es decir el asociado al crecimiento y repro-
ducción celular y sus requerimientos de masa y energía, p. ej. en los casos mencionados del etanol
y del ácido acético. Otras se generarían por el metabolismo secundario, que aparece cuando el
crecimiento se ha detenido y produce compuestos químicos muy específicos, propios de algunas
especies animales, vegetales o de microorganismos, estas substancias tienen efectos especiales
sobre otros individuos, p. ej. son tóxicos o bien promotores del crecimiento; correspondería al
ejemplo dado de los antibióticos, [35].
c) o transmiténdoles información, ya sea diseminándola en el medio, p. ej. el olor de una flor para
atraer insectos, o reteniéndola en el propio ser vivo, p. ej. el color de flores, también para atraer
insectos, [29], o el de algunos animales para rechazar a sus enemigos.
La interacción química entre seres vivos mediante la materia orgánica parece ser particularmente im-
portante entre las plantas, p. ej. algunas producen y liberan al ambiente estimuladores o inhibidores de
germinación y / o crecimiento de otras plantas de distinta o de la misma especie, pero también substancias
que pueden actuar sobre microorganismos, insectos animales, etc.; esta capacidad de las plantas de liberar
substancias químicas que influyen sobre otros seres vivos, pero no como nutrientes, se suele conocer co-
mo alelopatía, [29]; por nuestra parte agreguemos la importancia que tienen los olores, y muchos de ellos
son compuestos orgánicos, para los animales, incluso para los seres humanos.
3) como fuente de energía, es decir obteniendo energía química de la materia orgánica, para emplearla
en sus actividades vitales, o sea un uso energético, p. ej. para:
a) síntesis orgánica, la materia orgánica originada en la fotosíntesis es fundamentalmente glucosa, a
partir de ella el organismo autótrofo primero y, luego, los heterótrofos que de él habrán obtenido
materia orgánica, deberán generar todas las moléculas necesarias; sólo para recordar algunas, el
alga o la planta deberán sintetizar moléculas de clorofila, imprescindibles para la fotosíntesis, y
todos los seres vivos las de sus ácidos nucléicos, fundamentales para la síntesis proteica y para la
información genética; para esa construcción de moléculas complejas a partir de otras más senci-
llas se requiere materia, es decir las moléculas a unir, y energía;
b) transporte, ya sea del propio organismo, p. ej. para lograr el movimiento de flagelos en los seres
unicelulares o bien la deformación de células musculares en pluricelulares; ya sea de materiales a
través de la membrana celular, así p. ej. la composición del citoplasma de un microorganismo
 El ecosistema y la energía. 33.

unicelular acuático es diferente a la del agua que lo rodea, introducir ciertas moléculas a la célula
y quitar otras de la misma generalmente requiere trabajo para vencer la resistencia opuesta por la
membrana celular;
c) otras funciones, como la emisión de luz por parte de ciertas bacterias o el acto de pensar en los se-
res humanos y, tal vez en otros animales, ¿por qué no habrían de hacerlo? acaso no dijo un poeta
“¿qué pensará la burra? si es que la burra tiene pensamiento”, al referirse a la que estaba en el na-
cimiento de nuestro Señor Jesucristo, junto con el buey. Tal vez el problema de los animales sea
que sólo pueden transmitir sus pensamientos en manera muy limitada, carecen de un lenguaje am-
plio; he allí el don de la palabra dado por Dios, nuestro Señor, al hombre y que lo diferencia, has-
ta donde sabemos, del resto de la Creación.
Notemos que inicialmente todo el conocimiento humano fue transmitido oralmente y muy tardíamente
en la historia del hombre aparece la escritura. Así y sólo para poner un ejemplo que nos es próximo, las
vidas de Abel y Caín se podrían estimar alrededor de 9.000 años antes de nuestro Señor Jesucristo, la his-
toria de los patriarcas se ubica en el Oriente medio a partir del año 2.000 antes de nuestro Señor Jesucris-
to, p. ej. se piensa que Abrahan llegó a Canaán en torno del 1.850 antes de nuestro Señor Jesucristo y los
relatos fueron puestos por escrito recién aproximadamente en los siglos X ó IX antes de nuestro Señor Je-
sucristo, en el ínterin los hechos quedaron conservados oralmente en la memoria humana, [47] y [48].
Obtención de energía química por los seres vivos a partir de la materia orgánica.
Entonces, para obtener esa energía química de la materia orgánica los seres vivos, autótrofos o heteró-
trofos, cumplimos con un esquema metabólico general que se puede resumir, [21], mediante
AH2 + B → A + BH2 + energía disipada + energía metabólica (13)
y según sea el aceptor B de iones hidrógeno se clasifica a los organismos en:
1. aeróbicos o aerobios, cuando B es el oxígeno molecular,
2. anaeróbicos o anaeróbicos cuando B es otra substancia química (p. ej. nitratos, sulfatos, carbona-
tos, etc.); cuando B es materia orgánica se dice del proceso anaeróbico que es una fermentación.
En rigor de verdad parece que lo que determina la existencia de organismos aeróbicos o anaeróbicos es
el estado de oxidación del medio, mensurable a través del potencial de oxidación-reducción del mismo;
así los organismos anaeróbicos pueden crecer aún en medios aerados, incluso saturados de oxígeno, con
tal que sean suficientemente reducidos, p. ej. por contener agentes reductores, [25].
Además existen organismos, llamados "facultativos", en particular bacterias, capaces de vivir tanto en
medios aeróbicos como anaeróbicos, pero en caso de haber oxígeno disuelto actúan como aeróbicos.
Los organismos aeróbicos oxidamos al carbono de la materia orgánica a carbono del anhídrido carbó-
nico, actuando el oxígeno molecular como aceptar de iones hidrógeno, o sea reduciéndose, para formar
parte de una molécula de agua, podemos resumir, [15]:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 673 kcal/mol (14)
donde como ejemplo de materia orgánica se tomó a la glucosa (C6H12O6). Otros autores informan energ-
ías de 688 kcal/mol, [35].
Por su parte, los organismos anaeróbicos se pueden clasificar de acuerdo con el aceptor de iones
hidrógeno (H+), o, dicho de otra forma, qué substancia entrega átomos de oxígeno, en:
a) organismos heterótrofos anaeróbicos que usan materia orgánica como aceptadora de protones, se
suele decir que tal proceso es una fermentación y como resultado de la misma se suelen producir molécu-
las orgánicas más sencillas y anhídrido carbónico, existen muchos tipos de fermentaciones diferentes, p.
ej. según [15] podemos poner para la fermentación alcohólica:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 22 kcal/mol (15)
o sea en la fermentación alcohólica los microorganismos, fundamentalmente levaduras, degradan la glu-
cosa generando alcohol etílico, anhídrido carbónico y la energía necesaria para sus procesos vitales; ad-
virtamos que otros autores indican que las diferentes fermentaciones que puede experimentar la glucosa
sólo producen como máximo unas 10 kcal/mol, [35]. Notemos que las levaduras son hongos unicelulares
facultativos, en ausencia de oxígeno fermentan la glucosa según la (15) pero en habiéndolo la oxidan con-
forme a la (14), [35].
b) organismos anaeróbicos que usan materia inorgánica como aceptadora de protones, p. ej. las bacte-
rias de los géneros Desulfovibrio y Desulfotomaculum son capaces de reducir sulfatos liberando ion sulfu-
ro, [11] y [26], p. ej. de la degradación del ácido láctico en presencia de iones sulfato producen ácido acé-
tico, ion sulfuro, anhídrido carbónico y agua según:
2 CH3CHOHCOOH + (SO4) 2- → 2 CH3COOH + S2- + 2 CO2 + 2 H2O (16)
O bien Desulfuromonas acetoxidans usando como única fuente de carbono acetato y de energía la que
obtiene al reducir anaeróbicamente azufre elemental según la siguiente reacción, [11]
34. El ecosistema y la energía.

CH3COOH + 2 H2O + 4 S0 → 2 CO2 + 4 H2S + energía (17)

donde energía = 5,7 kcal/mol.
En los tratamientos biológicos de efluentes líquidos se emplean lagunas de estabilización, principalmente
facultativas y anaeróbicas. Las lagunas facultativas se diseñan y operan de tal manera que la parte superior
de la columna de agua sea siempre aeróbica y, generalmente, la inferior anaeróbica. Las lagunas anaeróbicas
se diseñan y operan de manera que prácticamente toda la columna de agua sea anaeróbica, entonces p. ej.
según las (16) y (17) se generarán iones sulfuro, S2-, que en general devienen en ácido sulfhídrico, H2S, y
éste, al liberarse a la atmósfera como gas sulfuro de hidrógeno, H2S , que, según su concentración, puede ser
muy tóxico y maloliente, con el agravante que al ser tóxico prácticamente fulminante se deja de percibir su
olor. Hasta donde sabemos en las lagunas de estabilización anaeróbicas no se alcanzan emisiones tóxicas pe-
ro sí mal olientes y de efectos corrosivos sobre ciertas superficies metálicas, [44].
Mas a las lagunas anaeróbicas les llega la luz del Sol y sus aguas contienen iones sulfuro, entonces re-
sultan ambientes propicios para que prosperen las bacterias sulfurosas verdes y púrpuras, éstas últimas le
pueden conferir un color rosado a la superficie del líquido, pero en una capa muy delgada, además actúan
transformando el ácido sulfhídrico en azufre elemental o en sulfato (SO4 2-), según la (6), ambos quedan
en el líquido y se reduce el problema que aparece, particularmente de olores pero también de eventuales
corrosiones, [45]. También serían una de las causas importantes por las cuales las lagunas facultativas
prácticamente no emiten malos olores, [45]. En la figura 12 hemos tratado de esquematizar lo expresado.
En el ANEXO VII hemos tratado de resumir groseramente todo lo dicho, aplicándolo especialmente a las
lagunas de estabilización.
En medios anaeróbicos, otras bacterias heterótrofas son capaces de reducir los nitratos, que actúan así
como aceptores finales de electrones, produciendo los diferentes óxidos de nitrógeno hasta llegar a nitró-
geno molecular, substrayendo nutrientes a los suelos [20], p. ej. Pseudomonas denitrificans puede usar io-
nes nitrato y glucosa según la siguiente, [11]
C6H12O6 + 4 (NO3)- + → 6 CO2 + 6 H2O + 2 N2 (18)
Los líquidos cloacales proceden fundamentalmente de las actividades humanas, en particular las
domésticas, por lo que son ricos en materia orgánica que puede devenir en nutrientes minerales; por
ejemplo las proteínas están formadas por aminoácidos caracterizados por la función amina, NH 2 , [43],
que por amonificación, es decir desaminación e hidrólisis, [39], originan amoníaco, NH3. Así que su ver-
tido en un cuerpo agua reducirá la concentración de oxígeno disuelto en el mismo, por una parte para la
degradación de la materia orgánica por los microorganismos, p. ej. según la (14), y por la otra para la ni-
trificación, de acuerdo con las ecuaciones (7) y (8); además los nitratos originados generan problemas de
eutrofización.
Como veremos al ocuparnos del tratamiento de efluentes líquidos, para la separación y degradación de
la materia orgánica se suele usar fundamentalmente la actividad biológica, aeróbica o anaeróbica. El
método más apropiado para remover al amoníaco consiste en llevarlo a nitrato, por bacterias nitrificantes,
de acuerdo con la (7) y la (8), y luego transformarlo biológicamente a éste en nitrógeno gaseoso en me-
dios anaeróbicos, según la (18).
Un caso particularmente importante para nuestro estudio lo constituyen la arqueas metanógenas, es-
trictamente anaeróbica s, que pueden usar el anhídrido carbónico, como aceptor de electrones y única
fuente de carbono, [11], p. ej.
(HCO3)- + H+ + 4 H2 → CH4 + 3 H2O + energía (19)
donde energía = 32,4 kcal/mol.
Otros metanógenos pueden metabolizar acetato, metanol y metilaminas produciendo metano (CH4) y
anhídrido carbónico, [11].
Según [56] se puede resumir para las bacterias metanógenas:
todas las especies 4 H2 + (HCO3)- + H+ → CH4 + 3 H2O G0’ = -135,4 kJ/reacción
muchas especies HCOO- + H2O + H+ → CH4 + 3 (HCO3)- G0’ = -130,4 kJ/reacción
pocas especies CH3COO- + H2O → CH4 + 3 (HCO3)- G0’ = -30,9 kJ/reacción
una especie 4 CH3OH → 3 CH4 + (HCO3)- + H+ + H2O G0’ = -314,3 kJ/reacción
Reacciones que generan energía en las bacterias metanógenas, [56].
Debemos anotar que las así llamadas “bacterias del metano”, en rigor, suelen ser el resultado de dos mi-
croorganismos simbiontes: uno acetogéno y otro metanógeno, el primero, por oxidación anaeróbica, con-
vierte ácidos carboxílicos de 3 á 6 átomos de carbono por molécula y otros ácidos orgánicos, como ácidos
grasos de cadena larga, en acetato, dióxido de carbono y agua liberando iones hidrógeno, mientras el micro-
 El ecosistema y la energía. 35.

organismo metanógeno suministra la energía necesaria al conjunto y mantiene reducida la presión parcial de
hidrógeno, que de aumentar inhibiría al microorganismo acetógeno, [56].
Por ejemplo las respectivas reacciones serían:
microorganismo acetógeno:
CH3CH2 CH2COO- + 2 H2O → 2 CH3COO- + H+ + 2 H2 con G0’ = + 48,2 kJ/reacción
microorganismo metanógeno:
4 H2 + (HCO3)- + H+ → CH4 + 3 H2O con G0’ = -135,4 kJ/reacción
En la realidad los procesos metabólicos son complejísimos, en general bastante desconocidos, inter-
vienen en ellos muchísimas substancias y reacciones parciales. P. ej. la respiración en una célula eucarió-
tica, es decir con membrana nuclear [20] se efectúa normalmente en dos etapas, una anaeróbica, en el ci-
toplasma, que lleva la glucosa a piruvato, con relativamente escasa liberación de energía, y otra aeróbica
dentro de las mitocondrias, que son orgánulos contenidos en el citoplasma celular donde en una serie de
pasos se completa la oxidación hasta anhidrido carbónico y agua, con liberación importante de energía
llevada a cabo en forma gradual de manera de minimizar las pérdidas [17], [27].
No solamente los procesos en sí son complejos sino que distintos organismos se suelen relacionar para
optimizar el aprovechamiento de los mismos y de sus recursos.
P. ej. el Dr. Margalef, [3], dice que en la profundidad de ciertos lagos y del Mar Muerto microorga-
nismos, como Desulfovibrio aestuarii ó Vibrio desulfuricans, generan ácido sulfhídrico (H2S) según
CaSO4 + 8 H+ + CO2 CaCO3 + 3 H2O + 3 H2 S (20)
utilizando energía e iones hidrógeno provistos por la materia orgánica, en medio anaeróbico. El carbonato
de calcio, que es mucho más móvil que el respectivo sulfato, difunde hacia las capas superiores, donde
puede volver a formar sulfato de calcio y precipitar. A su vez el sulfuro de hidrógeno puede ser oxidado,
en presencia de oxígeno molecular disuelto en capas superiores, por bacterias quimiolitotróficas, como
Achromatium, Beggiatoa, etc. En otros casos son bacterias fotosintetizadoras del grupo de las sulfurosas
púrpuras, p. ej., las encargadas de la oxidación del ácido sulfhídrico, pero en medio anaeróbico por lo que
estas bacterias se colocan en las capas más altas, buscando luz, pero anaeróbicas del agua, a la que le con-
fieren un color rojizo característico [21].
Debemos destacar que los pigmentos de las bacterias fotosintetizadoras difieren de aquellos de las algas y
las plantas, lo que les permite ubicarse debajo de éstas y aprovechar los rayos luminosos no usados por ellas.
De [14] hemos resumido la tabla 8 que muestra lo dicho.
En algas y pantas superiores: máximo de las bandas de absorción, en nm
clorofila
a 660 y 430
b 460 y 630
pigmentos carotenoides
caroteno 450 – 470
xantofila 480 - 540
En algas rojas y verde azuladas, se agregan
ficocianina 610 – 630
ficoeritrina 540 – 560
En bacterias autótrofas fotosintetizadoras
bacterioclorofila
en bacterias purpúreas 800, 850 y 870 ú 890
en bacterias verdes 725 y 740
Tabla 8 máximos de los espectros de absorción de diferentes pigmentos en organismos fotosintetiza-
dores, resumido de [14].
Fotorrespiración.
Consideramos conveniente aclarar que en muchas plantas y algas existe un proceso llamado fotorres-
piración, en el que se forma anhídrido carbónico a la luz, [14] y [50]. Es diferente de la fotosíntesis y de
la respiración; mientras la fotosíntesis fundamentalmente tiene por finalidad la síntesis de materia orgáni-
ca a partir de substancias inorgánicas y energía radiante y la respiración obtener energía oxidando una
substancia orgánica; se especula en que la fotorrespiración evitaría la producción de especies reactivas de
oxígeno que dañarían a las estructuras del cloroplasto; en la fotorrespiración, se oxida materia orgánica
liberándose anhídrido carbónico como en la respiración, pero se diferencia de ésta en que en ella no hay
36. El ecosistema y la energía.

producción de energía, tiene lugar en distintos componentes de la célula, requiere la existencia de luz y se
oxidan otros substratos diferentes, [50].
Algunas interrelaciones entre procesos bióticos y abióticos.
Por otra parte, las condiciones químicas del medio se ven alteradas por la acción de sus habitantes, no
sólo en gran escala como pudo ser, según ciertas teorías, la acumulación de oxígeno en la atmósfera te-
rrestre, gracias a la fotosíntesis según la ecuación (4), sino también en escala más limitada. Así, p. ej. el
proceso fotosintético aeróbico al extraer anhídrido carbónico del medio tiende a disminuir la concentra-
ción de iones hidrógeno y bicarbonato, según la (21), como consecuencia y según la (22) disminuirán los
iones carbonato y según la (23) y la (24) lo harán los iones hidroxilo; así la fotosíntesis reduce la alcalini-
dad total y la dureza de carbonatos, modificando sensiblemente el pH del medio
CO2 + H2O H2CO3 (HCO3)- + H+ (21)
M(CO3) 2 M++ + 2 (HCO3) - (22), donde M ++ representa a un ion metálico,
(HCO3)- (CO3) 2- + H+ (23)
(CO3)2- + H2O (HCO3) - + OH- (24)
OH- + H+ H2O (25)
De todo lo anterior podemos sacar una serie de consecuencias muy interesantes que van más allá del
interés inmediato de nuestro estudio del cuerpo de agua, p. ej. :
1. los procesos naturales son sumamente complejos, en sí mismos y en sus interrelaciones,
2. es mucho más lo que ignoramos que lo conocemos al respecto, así mismo lo que conocemos sue-
le ser bastante impreciso cuando no directamente erróneo, lo que lleva a continuos cambios en las
teorías, clasificaciones, etc.
3. nos debemos acercar al estudio de los hechos naturales con una profunda humildad, convencidos
de las limitaciones de nuestros sentidos y de nuestro intelecto,
4. ante tanta maravilla debemos agradecer a Dios, nuestro Señor, por la posibilidad de poder perci-
bir Su creación, de estudiarla y así respetarla y quererla.
ANEXO III
Algunas nociones sobre la extracción de muestras para estudios biológicos en ecosistemas acuáticos:
En lo que sigue desarrollaremos muy modestamente el tema para aguas continentales, para el caso de
mares y océanos podemos recurrir, por ejemplo a [52].
Primero hay que plantear claramente el objetivo del trabajo, p. ej. para medir la producción primaria
media de un lago habrá que tomar diferentes muestras a distintas profundidades y en varios puntos del
plano, en un mismo día o en varios, en idéntica estación o a lo largo del año, etc.
Hay que tener claramente establecido si se van
a muestrear organismos planctónicos o bentónicos
o ambos, si organismos pequeños, p. ej. macroin-
vertebrados, o grandes, p. ej. peces, esto determi-
nará, entre otras cosas, el equipo a emplear, p. ej.
para muestrear macroinvertebrados bentónicos en
un arroyo seguramente no emplearemos un bote,
pero para sacar una muestra de plancton en un la-
go, en un punto distante 50 m de la costa sí lo pre-
cisaremos.
Para obtener una muestra de plancton en un
punto deseado, habrá que extraer agua en ese lugar
por lo tanto poblada con los organismos que se en-
cuentran en ese sitio, p. ej. en un punto dado de la
superficie de un lago y a una profundidad determi-
nada, como tratamos de representar en la fig. 13. Fig. 13 Ubicación de un punto de muestreo.
Para ello, como tratamos de esquematizar en la figura 13, primero se ubica el punto de donde se desea
extraer la muestra, p. ej. mediante sus coordenadas x e y con respecto a la costa y a una profundidad z, re-
ferida a la superficie del agua.
Luego se va al punto elegido, p. ej. mediante un bote, y se arroja un cabo con un peso en el extremo y un
tope metálico a la profundidad deseada, correspondería a la etapa I en el esquema de la figura 14, inme-
diatamente se hace deslizar por el cabo la botella de muestreo, con sus tapas abiertas, lo que hace que el
agua que ingresa por el extremo inferior salga por el superior, con una perturbación mínima del medio
líquido, sería la etapa II en la figura mencionada, al chocar el gatillo de la botella contra el tope metálico
 El ecosistema y la energía. 37.

se dispara un sistema de resortes y se cierran las dos tapas, sería la etapa III en la figura 14, así quedan
encerrados en la botella un par de litros de agua con la comunidad planctónica que habita a esa profundi-
dad, lo menos distorsionada posible, entonces en la etapa IV se recoge la línea con la botella, se la em-
barca y conduce al laboratorio.

Fig. 14. Etapas en la recolección de una muestra de plancton.

En el caso de muestrear macroinvertebrados
bentónicos en aguas someras se suele marcar el si-
tio a muestrear mediante hilos y estacas, y se usa
una red, de forma cónica y terminada con un frasco
para recoger la muestra, como tratamos de repre-
sentar en la figura 15.
Figura 15. Red para muestreo de
macroinvertebrados.

El marco metálico se apoya en el

cauce y se levantan cuidadosamente las
piedras y otros materiales encerrados en
el mismo y se lavan en la boca de la red
con el agua del arroyo que va fluyendo,
la red se colocará de forma que el agua
conduzca el material hacia el frasco, co-
mo vemos en la figura 16. Una vez reco-
gida la muestra se introduce, por lavado,
lo retenido en la red dentro del frasco y
se lo lleva al laboratorio.
Figura 16. Red en la posición y el lugar de trabajo
La malla de la red dependerá del tamaño del material a recoger p.ej., según el Dr. Cummins, [30], 100 m.
Distintos grupos de trabajo emplean métodos diferentes, en general adaptados al sitio a muestrear y a
sus objetivos. Así usan otras redes con telas de diferentes abertura, p. ej. de 425 m, 589 m ó 1.400 m,
con entradas de distintas formas y tamaños, por ejemplo rectangulares de 50 cm x 33 cm, o de 25 cm x 46
cm, o semicirculares de 33 cm de cuerda y 22 cm alto, y con un mango largo que permite introducirlas en
el agua, e incluso en los primeros centímetros de sedimento para poder obtener muestras de los organis-
mos enterrados en ellos, p. ej. introduciendo el material moviendo los pies hacia la boca de la red; luego
las muestras se estudian en el sitio o en el laboratorio, debemos notar que los resultados obtenidos son di-
ferentes lo que reduce su valor en el momento de comparar esos resultados, [31]. En [32] se puede en-
contrar más información sobre el tema.
ANEXO IV
Plancton y bentos
Plancton: término colectivo para denominar a todos los microorganismos e invertebrados que van a la
deriva en océanos y lagos, [11]. O según el Diccionario: plancton (Del gr. πλαγκτόν, lo que va errante).
1 m. Biol. Conjunto de organismos animales y vegetales, generalmente diminutos, que flotan y son des-
plazados pasivamente en aguas saladas o dulces, [1].
38. El ecosistema y la energía.

Bentos: la zona más profunda de los ambientes acuáticos; término colectivo para denominar a todos
los organismos que viven en el fondo de océanos y lagos, [11]. O según el Diccionario: bentos. Del gr.
βένθος, fondo del mar).m. Biol. Conjunto de organismos que viven en los fondos acuáticos, [1].
Es decir mientras los organismos planctónicos permanecen en suspensión en el agua y se mueven con
ella, los bentónicos viven en o sobre el material del lecho del cuerpo de agua.
Se puede clasificar al plancton según su tamaño, [52] en:
picoplancton: comprende a los organismos unicelulares más pequeños que viven en suspensión en
la columna de agua, su tamaño es menor de 3 m, pero se postula extenderlo a 5 m, llamándoselo en-
tonces ultraplancton. Incluye tanto a organismos procarióticos, es decir bacterias y arqueas, como orga-
nismos eucarióticos, y en aguas oceánicas predominan los procarióticos con concentraciones de 10 5 á 107
células/mililitro. Y los hay tanto autótrofos, como heterótrofos y los que pueden comportarse de ambas
maneras, según las circunstancias, conocidos como mixotróficos. Estos microorganismos son fundamen-
tales en los ciclos biogeoquímicos;
nanoplancton: son organismos unicelulares de entre 2 ý 20 m, superponiéndose en parte con el
grupo anterior. Son eucarióticos, p. ej. protozoarios, algas, etc., entre ellos flagelados, dinoflagelados, ci-
liados, cocolitofóridos y diatomeas; los hay autótrofos, heterótrofos y mixotróficos. Ingieren partículas
pequeñas incluyendo picoplancton;
microplancton: son organismo de entre 20 y 200 m. Nuevamente, en general son protozoos y al-
gas, como los mencionados en el nanoplancton, pero también se incluyen micrometazoos, como ostráco-
dos, pterópodos, rotíferos y larvas de microcrustáceos, y también dinoflagelados, etc. Pueden ser unicelu-
lares o multicelulares, autótrofos o heterótrofos e incluso mixotrofos. Tienen un papel ecológico funda-
mental en los ambientes marinos al conectar en las mallas tróficas al picoplancton y al nanoplancton con
los grandes consumidores. Cuando tienen estructuras rígidas , silíceas, calcáreas o quitinosas, pueden dar
lugar a importantes depósitos sedimentarios.
mesoplancton: con tamaños entre 200 m y 20 mm. Entre el mesozooplancton se incluyen los
crustáceos planctónicos, larvas del meroplancton, larvas juveniles de macrozooplancton; pueden ser
heterótrofos (mesozooplancton) o autótrofos (mesofitoplancton).
A los que se puede agregar, [53]:
macroplancton: organismos de entre 2 cm y 20 cm, como medusas y alevinos y finalmente mega-
loplancton entre 20 cm y 2 m, p. ej. medusas.
En general podemos decir que los diferentes elementos del plancton cumplen un papel ecológico fun-
damental en la malla trófica y en la recirculación de nutrientes en ecosistemas acuáticos, los elementos
del nanoplancton ingieren a los del picooplancton, éstos sirven de alimento a los del microplancton y así
sucesivamente hasta llegar a los grandes carnívoros, como p. ej. los peces, algunas de cuyas especies se
explotan por el hombre. A veces hay “saltos” en esta sucesión, así puede suceder que integrantes del me-
sozooplancton se alimenten de picoplancton. Por otra parte, al depositarse, ellos mismos o sus excremen-
tos (pelllets fecales), constituyen las vías fundamentales de sedimentación de partículas hacia el fondo
marino, contribuyendo a la alimentación de otros organismos y al secuestro de carbono, [52].
Cuando tienen estructuras rígidas (calcáreas, silíceas o quitinosas) pueden dar lugar a importantes de-
pósitos sedimentarios, [52], en particular volveremos sobre el tema en el capítulo “Introducción al estudio
de la contaminación del agua”.
En: http://www.planktonchronicles.org/es, se pueden ver hermosos videos cortos sobre el plancton y
sus componentes, originados en trabajos del Centro Nacional de la Investigación Científica de Francia
(Centre national de la recherche scientifique abreviado CNRS).
ANEXO V
Resumido de [16].
Para detectar y medir la radiación se han desarrollado diversos métodos e instrumentos, generalmente
se fundan en la producción de una ionización en un gas o en una luminiscencia en una substancia sólida.
Por ejemplo en una cámara de centelleo se aprovecha que una partícula ionizante, p. ej. un rayo alfa, pro-
duce un destello al interactuar con substancias como el sulfuro de zinc, el diamante o el platinocianuro de
bario; originalmente estos destellos se contaban visualmente, sí el número de partículas que inciden en
una pantalla por unidad de tiempo viene dado por los destellos contados en dicho intervalo, para partícu-
las beta se emplea la fluorescencia producida en compuestos orgánicos, como el naftaleno, el antraceno, o
el estilbeno, y para los rayos gamma en el ioduro de sodio activado con talio. En cambio el detector Gei-
ger – Müller aprovecha la ionización producida por la radiación en un gas (p. ej. argón con 10% de alco-
hol etílico) contenido en un tubo en el que se crea un campo eléctrico, según la figura, al ionizarse el gas
 El ecosistema y la energía. 39.

se produce una corriente intensa y de corta duración, un impulso, que se amplifica y se transmite a una
escala.

Esquema del detector Geiger-Müller, [16].

Según [59] podemos resumir: la unidad de radioactividad del Sistema Internacional (SI) es el becque-
rel (bq). Un becquerel es una desintegración por segundo.
1 becquerel = 1 dps
La medida del contador de centelleo viene expresada en cuentas por minuto (CPM). Cada cuenta que
mide el aparato corresponde a una desintegración radioactiva. Sin embargo, el aparato nunca detecta el
100% de las desintegraciones, por lo que el número de CPM medidas será siempre menor que el de des-
integraciones por minuto (DPM) reales. Para pasar de CPM a DPM hay que aplicar un factor de correc-
ción que dependerá de la eficacia de cada aparato.
Por otra parte se define el Curio como la cantidad de sustancia radioactiva que presenta una velocidad
de desintegración de 3,7 x 1010 desintegraciones por segundo (DPS), o lo que es lo mismo, 2,22 x 1012
desintegraciones por minuto (DPM).
1 curio = 3,7 x 1010 dps = 2,22 x 1012 dpm
ANEXO VI
Cinética del crecimiento bacteriano.
La cantidad de bacterias en un medio dado se puede determinar, [25], [34] y [36]:
contando su número:
1) el número total de microorganismos p. ej. contándolos por observación con el microscopio,
2) o sólo el de las viables, p. ej. sembrando adecuadamente un medio nutritivo de manera de
obtener colonias separadas después de la incubación;
evaluando su biomasa:
1) en forma directa:
a) físicamente midiendo su peso seco o su volumen después de centrifugada la muestra, o
b) químicamente determinando la cantidad de proteínas celulares, contenido total de nitróge-
no, ADN, etc. o
2)en forma indirecta:
a) midiendo la actividad química, p. ej. la velocidad de producción, o consumo de oxígeno,
de anhídrido carbónico o de nitrógeno amoniacal, o
b) físicamente, p. ej. por medición de la turbiedad del medio, pero la exactitud de los resulta-
dos deben ser comprobada mediante las técnicas directas mencionadas, [37].
Se llama “concentración de células” al número de células individuales por unidad de volumen del cul-
tivo y “densidad bacteriana”, al peso seco de células por unidad de volumen del cultivo [37].
Si el tamaño promedio de las células no cambia en el intervalo de tiempo durante el que se lleva a ca-
bo el estudio, el incremento en la densidad bacteriana es proporcional al incremento en la concentración
de células y la velocidad de crecimiento será la misma, independientemente de que se use una u otra va-
riable; no obstante en general el tamaño promedio de las células cambia considerablemente durante el ci-
clo de crecimiento y las dos variables no son equivalentes, [37].
Según el objetivo del estudio se emplea una u otra variable, así la densidad bacteriana es la variable
más significativa en la mayoría de los problemas experimentales de química bacteriana, metabolismo y
nutrición; en cambio la concentración de células es esencial cuando la división celular está implicada real-
mente o cuando interesa la composición de las poblaciones, como en estudios de mutaciones y de selec-
ción, [37].
La velocidad de crecimiento celular, p. ej. el número de duplicaciones por unidad de tiempo, coincide
realmente con el número de divisiones si se la mide mediante la concentración de células, pero si se la
evalúa por la densidad bacteriana, es decir el número de veces que se duplica dicha densidad en la unidad
de tiempo, sólo será igual al número real de divisiones si el tamaño promedio de las células permanece
constante, [37].
Para medir cuantitativamente el crecimiento bacteriano se puede usar
1) un sistema cerrado, p. ej. un tubo en el que se colocan un volumen finito del medio de
cultivo y los microorganismos cultivo discontinuo, se lo llama cultivo por lotes, discontinuo o
con el anglicismo “batch”, nótese que a medida que pasa el tiempo la calidad del medio de culti-
40. El ecosistema y la energía.

vo va variando, por ejemplo va disminuyendo la concentración de los nutrientes empleados por

los microorganismos y va aumentando la de los metabolitos inhibidores del crecimiento que ellos
generan,
2) o bien un sistema abierto, al que continuamente ingresa medio de cultivo fresco y se ex-
trae medio de cultivo con microorganismos, con lo que se busca mantener las condiciones para el
crecimiento bacteriano constantes dentro del aparato.
En lo que sigue fundamentalmente hemos seguido a [35].
Cultivo discontinuo
Si colocamos una única célula bacteriana en un medio de cultivo adecuado para su estudio, en condi-
ciones ambientales que no imponen ninguna condición que limite su reproducción, y suponemos que la
misma se multiplica por fisión binaria, es decir que pasado un cierto tiempo la bacteria se divide en dos,
cada una de estas dos, a su vez, pasado el tiempo, se divide en dos y así sucesivamente tendremos al
transcurrir el tiempo: 20 21 22 23 24 ... 2 n células.
Si en vez de una sola célula partimos inicialmente de N0 células y suponemos que al cabo de un tiem-
po t se produjeron n generaciones del microorganismo, al final habrá: t 0 10 t
Nt = N0 • 2 n células {1}Nt
y tomando logaritmos
log10 Nt = log10 N0+ n • log10 2 {2}.
Observemos que si trabajamos con logaritmos en base 2 resulta la {2}
log2 Nt = log2 N0+ n {3}, [25].
Determinando experimentalmente Nt y N0 se puede calcular el número n de generaciones mediante
n = (log10 Nt - log10 N0) • (log10 2)-1{4}
y como log10 2 = 0,301
n = 3,32 • (log10 Nt - log10 N0) {5}, [35].
Si t es el tiempo demandado para que se produzcan n generaciones, en la unidad de tiempo se produ-
cirán R = n / t generaciones {6}.
A R se la llama velocidad de multiplicación, [35], o constante de velocidad de crecimiento, [25], o ta-
sa de división, [34], y es el número de generaciones por unidad de tiempo.
El tiempo que tarda en reproducirse una generación será
g = 1 / R = t /n {7}
y se lo suele llamar tiempo de generación, ya que durante el mismo se produce una generación; dado
que en cada generación se duplica la población, g también es el tiempo que es necesario para que se du-
plique la población, [35].
Pero en la realidad, en un conjunto de células g es un valor promedio y algo mayor al calculado según
la {7} pues no todas las células tardan lo mismo en dividirse, incluso en un cultivo no se dividen todas, es
decir, algunas se duplicarán antes, otras lo harán después y algunas no lo harán, [25], [35]. Con métodos
especiales se pueden lograr cultivos sincrónicos, es decir en los cuales la división de las células ocurre al
mismo tiempo, entonces la curva de crecimiento resulta escalonada; pero estos cultivos sincrónicos duran
poco tiempo pues se van enriqueciendo en células que se dividen más o menos lentamente que el prome-
dio, llegándose nuevamente a ese valor promedio, [20].
Si pasamos a considerar los cambios en la biomasa, X, durante intervalos infinitesimales, resulta que
el aumento de biomasa a lo largo del tiempo es proporcional a la biomasa existente, por lo que sigue la
cinética de la reacción de primer orden, [35], o sea
dX / dt = • X {8}
X representa cualquier parámetro que refleje la biomasa de microorganismos, sea en número de célu-
las, sea en biomasa, tal como vimos al principio de este anexo, t es el tiempo y es una constante de pro-
porcionalidad llamada constante de la fase de crecimiento o velocidad específica de multiplicación, [35];
o velocidad específica de crecimiento, [34].
Nótese que no es la velocidad de crecimiento dX/ dt sino que refleja cuánto se incrementa su bio-
masa (X) en un medio dado, [35], si comparamos la {8} con la definición de productividad sería algo así
como la productividad de esa población.
Integrando la {8} entre X 0 y X 1 resulta
ln (X1/ X0) = • t {9}
Se puede calcular el tiempo g de generación, recordando que durante el mismo se produce una genera-
ción por lo que se duplica la población podemos sustituir en la {9}:
X1 = 2 • X0 y t = g resultando
 El ecosistema y la energía. 41.

ln2 = • g g = ln2/ = 0,693/ {10}

De la {7} y la {10} resulta
= 0,693 R {11}
refleja la tasa de crecimiento instantánea y se toma como constante
desde el momento que una célula resultante de una división comienza
a crecer, pero en la realidad al final del ciclo celular la tasa de síntesis
de biomasa es casi el doble que al principio.
En tanto la velocidad de multiplicación R es el promedio de lo que
ocurre en el período de duplicación, por ello resulta R > según la
{11}.Si llamamos S al sustrato de crecimiento, es decir la substancia
del medio que utiliza el microorganismo como alimento, resulta que la
velocidad específica de multiplicación es función de la concentración
del sustrato, dando curvas como la de la figura 17.
Monod demostró que la ecuación de esta curva es la siguiente Fig. 17 = f ([S])
S
m {12}
KS S
donde m es la velocidad específica de crecimiento máxima para valores de la concentración del sustra-
to, [S], no muy alejados a los que deja de ser limitante para el crecimiento. A KS se la llama constante de
saturación y es la concentración del sustrato para la cual la velocidad específica de crecimiento es igual a
la mitad de la máxima, es decir = ½ m
Monod demostró experimentalmente que la relación entre el crecimiento de un cultivo de un microor-
ganismo, dX/dt ,y la cantidad de sustrato utilizado por los microorganismos dS/dt es constante, llamando
Y a la constante de proporcionalidad resulta
dX/dt = Y • dS/dt
en la fase exponencial resulta:
Y = peso de biomasa formada / peso de sustrato consumido {13}
A Y se lo llama factor de producción.
Cultivo continuo
La actividad metabólica de los microorganismos modifica la composición del medio en el que crecen.
Dependiendo de las condiciones iniciales y las propiedades del microorganismo esos cambios pueden re-
ducir la velocidad de crecimiento, llegando, incluso, a su anulación total, [37].
Los factores limitantes del crecimiento que resultan más comunes son:
1) agotamiento de nutrientes,
2) acumulación de productos metabólicos tóxicos,
3) cambio en el equilibrio iónico, especialmente en el pH , [37].
A medida que transcurre el tiempo en los cultivos
discontinuos va disminuyendo la concentración de los
nutrientes por el consumo microbiano, a su vez va cre-
ciendo la concentración de substancias tóxicas resultan-
tes del metabolismo celular y resultan cambios en la
concentración de iones hidrógeno, todos estos efectos
conducen al cese del crecimiento celular luego de cierto
tiempo.
Para lograr que el sistema se mantenga en un estado
estacionario podemos armar un aparato como el de la fi-
gura 18, que han llamado quimiostato; las condiciones de
temperatura, pH , agitación, gases disueltos, concentra-
ción de sustrato, etc. en el medio dentro del recipiente de
cultivo en general se mantienen constantes o se hacen
variar según las necesidades y objetivos del estudio.
Fig. 18. El quimiostato.
Dios mediante continuará...
ANEXO VII
Podemos resumir muy groseramente: la fotosíntesis en general permite la generación de materia orgá-
nica a partir de substancias inorgánicas y, de esa forma, el ingreso y la circulación de materia y energía
para todos los procesos vitales de los propios autótrofos y de todos los heterótrofos, incluidos nosotros,
42. El ecosistema y la energía.

que, de alguna manera nos alimentamos de ellos o sus productos. Por otra parte el consumo de anhídrido
carbónico altera la reserva alcalina del medio, llegando a modificar su p H.
Además, en el caso de la fotosíntesis oxigénica, es decir la de las plantas, las algas y las bacterias cia-
nofíceas, se libera oxígeno gaseoso, imprescindible para los organismos aeróbicos, nuevamente nos de-
bemos incluir nosotros.
En cuanto a la fotosíntesis anoxigénica nos interesa fundamentalmente por dos razones. Por una parte,
las bacterias que la llevan a cabo usan ácido sulfhídrico en vez de agua, al que transforman fundamental-
mente en azufre elemental (S0), acumulándolo como glóbulos intracelulares (las cromatiáceas) o ex-
cretándolo (las clorobiáceas y las ectotiorrodosporiáceas) incluso podrían llevarlo hasta ion sulfato, [11].
En medios anaeróbicos se genera ácido sulfhídrico por reducción bacteriana de sulfatos, y el ácido sulfhí-
drico se libera a la atmósfera como gas sulfuro de hidrógeno, tóxico y de olor muy feo pero, como en esta
fotosíntesis anaeróbica el ácido sulfhídrico se transforma en azufre elemental o en ion sulfato, cesa de li-
berarse dicho gas, con lo que se reduce la generación de malos olores en procesos anaeróbicos, p. ej. en
lagunas de estabilización anaeróbicas que, no obstante, pueden liberar malos olores; en cambio en el caso
de lagunas facultativas las bacterias fotosintetizadoras anaeróbicas aúnan su acción a bacterias quimiosin-
tetizadoras aeróbicas del tipo Beggiatoa y Thiobacillus thiooxidans que viven en la capa aeróbica superior
y de estas lagunas no se desprenden malos olores.
Por otra parte estas bacterias son verdes (las clorobiáceas) y púrpura (las cromatiáceas), de allí que se
las llame bacterias sulfurosas verdes y bacterias sulfurosas púrpura, al crecer en la superficie de lagunas
anaeróbicas le dan color rosado al agua con lo que pueden llamar la atención de los vecinos a la planta de
tratamiento, basta que Ud. les explique cuál es el origen del color y, agitando la superficie del agua con
un palo les demuestre que es un fenómeno puramente superficial (estas bacterias requieren luz para la fo-
tosíntesis y, por lo tanto, se desarrollan en la superficie del líquido en tratamiento, de por sí turbio).
Notemos que las bacterias sulfurosas verdes y sulfurosas púrpuras son fotosintetizadoras, por lo que
requieren la presencia de luz para la consecuente oxidación del ion sulfuro y, entonces sólo reducen las
eventuales emisiones olorosas de sulfuro de hidrógeno a la luz del día, en cambio las bacterias quimiosin-
tetizadoras aeróbicas del tipo Beggiatoa y Thiobacillus thiooxidans no dependen de la radiación solar para
su actividad autotrófica, por ende oxidan el ácido sulfhídrico tanto de día como de noche, y su acción so-
bre las emisiones olorosas serían más continuas.
Las lagunas anaeróbicas son obras de tierra, de unos 4 a 6 m de profundidad, por diseño se busca que la
concentración de oxígeno sea nula en prácticamente toda la columna de agua, por lo que por acción micro-
biana se genera ácido sulfhídrico que en superficie es tomado por las mencionadas bacterias sulfurosas.
En cambio las lagunas facultativas, también son obras de tierra es decir que, como las anteriores, se
construyen excavando y haciendo terraplenes, se diseñan de manera tal que en la parte superior de la co-
lumna de agua siempre haya una concentración no nula de oxígeno, aportado por absorción desde la
atmósfera y por fotosíntesis de algas y bacterias cianofíceas, y en el fondo son anaeróbicas, por lo que las
bacterias fotosintetizadoras anaeróbicas se establecen en el límite superior de esta capa sin oxígeno, mien-
tras que en la aeróbica aparecen las quimiosintetizadoras, como las Beggiatoa.
En la figura 7 del apunte “Introducción al estudio de la contaminación del agua” resumimos en un esquema
bastante completo los procesos que tienen lugar en ambas capas, y en la 9, del mismo apunte, perfiles típicos
de concentración de oxígeno en función de la profundidad para lagunas facultativas poco cargadas.
-----o-----
 El ecosistema y la energía. 43.

Figura 19.
44. El ecosistema y la energía.

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 El ecosistema y la energía. 45.

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*[44] Dr. Prof. Don Américo C. Larghi,. Clases teóricas de Introducción a la Ingeniería Ambiental, Fa-
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[55] Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de N. A. Design Information on Rotating Biologi-
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Botho. Anaerobtechnik.. 2ª Ed. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, 2005.
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Ingeniería. Buenos Aires, 1984.
[59] Juan Manuel González Mañas CURSO DE BIOMOLÉCULAS EN INTERNET. Universidad del
País Vasco, 2015. http://www.ehu.eus/biomoleculas/isotopos/unidades.htm

----o----
APÉNDICE: Tipos de alimentación, [3].
Groseramente podemos decir que los animales pueden clasificarse en función de la relación entre su ta-
maño y el de su alimento y según la forma de capturarlo en dos grupos:micrógafos y macrófagos.
Los micrófagos se alimentan de porciones de materia orgánica relativamente pequeñas con respecto a su
tamaño, capturándola en forma casi automática, explorando y comiendo casi continuamente, en general
pueden ser poco activos, usando indiscriminadamente el material que está a su alcance. Son filtradores o se-
dimentívoros.
Los filtradores, sacando la excepción del flamenco, sólo pueden vivir en el agua o en barros fluidos, de
donde obtienen su alimento por filtración, es decir separando de alguna manera los sólidos del líquido, van
desde protozoarios ciliados unicelulares hasta la enorme ballena, pasando por insectos de agua dulce y aves,
como los flamencos. P. ej. se alimentan de algas, bacterias, pequeños animalitos, materia coloidal adsorbida
sobre arcilla, etc. Algunos nadan libremente, otros cavan galerías o tejen redes que les permiten retener su
alimento.
Los sedimentívoros ingieren directamente un material mixto disgregado, constituido por minerales y
otros materiales no digeribles y organismos vivos y detritos asimilables. Entres estos organismos encontra-
mos a las lombrices, muchos animales marinos bentónicos, erizos e, incluso, peces de agua dulce. En las
plantas de tratamiento biológico de efluente aparecen oligoquetos que obtienen su alimento, principalmente
bacterias, de los sedimentos.
46. El ecosistema y la energía.

Muchos micrófagos se alimentan desprendiendo pequeños organismos o trocitos de substancias alimen-

ticias que cubren sólidos, p.ej. royéndolos, o raspándolos. Los hay acuáticos, p. ej. moluscos, peces, etc. y
terrestres, como orugas. Obsérvese que en este grupo se incluyen a los grandes herbívoros, como las cebras,
los elefantes y nuestros queridos y nunca suficientemente alabados burros, caballos, mulas y vacas.
Los macrófagos, o animales de presa tienen una alimentación selectiva cuya captura exige más movi-
miento del animal y una mayor intervención de sus órganos sensoriales; persiguen y capturan a sus presas,
cuyo tamaño no es muy diferente al de ellos, y las engullen entras o luego de despedazarlas, o bien chupan-
do su contenido o con digestión exterior. P. ej. ciertos protozoarios ciliados (Frontonia) de 0,2 mm de largo
captura activamente diatomeas de 0,08 á 0,15 mm de largo, por ambas razones se los considera macrófagos,
en el otro extremo tenemos a los cetáceos dentados como los delfines. En sistemas terrestres encontramos
arácnidos, insectos, etc. mamíferos insectívoros, como los murciélagos, carnívoros, como los félidos, aves
insectívoras, pescadoras, etc. Algunos “roban” las presas que han capturado otros, p. ej. los págalos o skúas,
o bien se alimentan de cadáveres, a estos últimos se los califica como necrófagos.
Relaciones tróficas.
A grandes rasgos podemos distinguir dos maneras de alimentarse una especie de otra: depredación y pa-
rasitismo.
Como vimos los depredadores se alimentan de otros en general cazándolos y matándolos, son más fuer-
tes, rápidos, más hábiles o más inteligentes, llegando a asociarse varios individuos para poder alimentarse de
otro más fuerte o rápido, así tenemos a las leonas o los lobos cazando en grupo y, tal vez el ejemplo mayor
sea el ser humano primitivo atrapando y pudiendo comer mamuts y elefantes.
A su vez los parásitos, o huéspedes, viven a expensas de otros individuos, los hospedadores, pero sin
matarlos; de ellos toman materias especialmente digeribles que encuentran en la misma sangre, papilla di-
gestiva, la sabia de las plantas, etc.; en general son relativamente pasivos y su ciclo vital suele cumplirse en
hospedadores diferentes, [3].
De acuerdo con su localización en el hospedador se los clasifica en:
ectoparásitos, cuando se hallan en la superficie del cuerpo, en general son hematófagos, secretófagos o
dermatófagos, es decir se alimentan de la sangre, secreciones o de la piel del hospedador, respectivamente, y
endoparásitos que se ubican en el interior del cuerpo del hospedador alimentándose de sus tejidos, líqui-
dos humorales y alimentos semidigeridos, por ejemplo la merluza bonaerense es atacada por seis grupos de
animales ectoparásitos y nueve endoparásitos, [41].
Para los humanos la pulga o el piojo son ectoparásitos y la lombriz solitaria un endoparásito.
En rigor los parásitos son depredadores muy especializados cuya acción expoliadora no causa la muerte,
al menos inmediata, del patrón u hospedador del que toma su alimento, [3].
Una enfermedad producida por un parásito en general es una situación transitoria de fuerte dinamismo
que conduce a un incremento de la mortalidad del hospedador y, consecuentemente, del parásito, [3].
Particularmente en endoparásitos se llega a una interrelación huésped – hospedador lindante con la sim-
biosis, compartiendo mutuamente beneficios de tal asociación, conduciendo a una adaptación estrecha entre
ambos y el parásito no resulta tóxico para el hospedador en condiciones normales, en el hombre se citan ca-
sos extremos de infestación con 5 kg de áscaris en un individuo, cuyo metabolismo viene a ser un 8% de
una dieta normal de 2.500 kcal/día; a veces una o pocas especies parásitas resultan inocuas para el hospeda-
dor pero el ataque simultáneo y combinado de varias puede resultar mortal, [3].
Cuando un parásito lo es a su vez de otro se habla de hiperparásito, incluso se los he empleado para el
control de plagas. Por ejemplo virus que parasitan bacterias productoras de enfermedades en plantas como la
agalla de corona (Agrobacterium tumefasciens) en árboles y otras plantas, el hongo Darluca filum parasita al
hongo Puccinia graminis, causante de la roya negra del trigo, [100].
Como veremos al tratar de las enfermedades en relación con el ambiente, la vida de los parásitos suele
requerir su paso por varios hospedadores diferentes; se llama huésped definitivo aquel en el que el parásito
alcanza su madurez sexual y huésped intermediario al otro u otros organismos parasitados en el que se
cumplen diferentes etapas en el desarrollo del parásito.
Normalmente los parásitos son más pequeños, lentos y débiles que sus huéspedes y pueden estar muy
especializados.
Asociaciones con beneficio trófico, [3].
Comensalismo: los animales llamados comensales se aprovechan del sobrante de la comida del patrón
(especie controlante en el circuito recurrente o de regulación), así como de mudas, descamaciones y otros
productos de su cuerpo. Algunos son capaces de influir sobre el comportamiento de sus hospedadores,
habiendo desarrollado mecanismos que conducen a la cesión pacífica de alimentos, p. ej. secreciones especí-
ficas, movimientos específicos acariciantes, etc.
 El ecosistema y la energía. 47.

Suelen vivir sobre o en la periferia de sus hospedadores; cuando su número es excesivo pueden conside-
rarse francamente nocivos, por causar desazón, desgastar plumaje, etc.
Mutualismo: se refiere a relaciones que representan beneficio para ambos asociados, llamados consor-
tes; a veces hacen una explotación común. En la evolución conjunta aparece adaptación mutua de compor-
tamiento y, a veces, de estructura.
Limpiadores: aves de presa que se toleran al rededor de poblaciones humanas esperando que consuman
la carroña; peces limpiadores de otros, aves que comen parásitos de los grandes herbívoro; además ciertas
formas de comportamiento de las aves son interpretadas por los mamíferos como indicio de peligro.
Asociaciones con beneficio unilateral no trófico, [3].
Una especie utiliza a otra pero sin haber un flujo neto de energía, aunque suele haber pruebas de coevo-
lución de los consortes.
Tanatocresis: utilización de cadáveres, secreciones, piezas esqueléticas, excrementos y otras produccio-
nes de una especie por individuos vivos de una segunda especie y no precisamente como alimento. Los can-
grejos ermitaños y algún anfípodo (Siphonocoetes) se alojan en conchas abandonadas de moluscos muer-
tos,...
Foresia: el patrón funciona como agente de transporte o diseminación: los insectos voladores llevan
consigo nemátodos y formas larvarias o juveniles de ácaros terrestres o acuáticos; estos últimos son espe-
cialmente frecuentes en las libélulas. Los piojos son transportados por mosquitos y el mosquito Psorophora
transporta huevos de la mosca Dermatobia , cuyas larvas producen miasis.
Miasis es el término que describe las infestaciones de los animales domésticos y salvajes, así como del
hombre por las larvas de las moscas (Díptera) de diferentes especies ,[59].
Muchas veces los vectores de parásitos realizan una función suplementaria de transporte.
El transporte de polen, frutos y semillas por animales encaja también en cualquier definición de foresia,
con toques de verdadero mutualismos, pues los animales que intervienen en el transporte frecuentemente
obtienen, “en recompensa” un beneficio trófico.
Epibiosis denominación poco comprometedora de otras s que parecen menos importantes. P. ej. algas, ci-
liados, poliquetos, esponjas, etc., sobre conchas de moluscos, tortugas y hasta peces. El cuerpo de las ballenas
lleva muchas especies exclusivas, p. ej. una gran proliferación de diatomeas le pueden dar a la ballena un color
amarillento y es indicio de permanencia en aguas nutritivas y, con ello, de engrasamiento. La epibiosis puede
tener valor de disfraz y aumentar la supervivencia del patrón. Incluso puede haber adaptaciones especiales que
la favorecen: pelos ganchudos dorsales apropiados para sujetar organismos extraños, etc.
Pero puede haber daño para el patrón, p. ej. ciertas esponjas y cianofíceas corroen y excavan las conchas
sobre las que viven, provocando la reacción del patrón.
Bibliografía: citas según el cuerpo del apunte Nº 1
A revisar y completar.
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Buenos Aires, 21 VIII 2017.
---o---
 Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.
Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Seguridad Ambiental y del Trabajo B, 77-08.
Seguridad Ambiental y del Trabajo A, 77-09.
Gestión Ambiental, 97-05.

Apunte Nº 2.

Introducción al estudio de la contaminación del agua.

Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 10 de Septiembre del 2.017.

Introd. al estudio de la cont. del agua. carátula 10 IX 2017 definitiva.

 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 1.

Introducción al estudio de la contaminación del agua.1

Podemos definir como "cuerpo de agua" a una porción de agua limitada, normalmente, por sus partes
inferior y lateral mediante sólidos más o menos permeables y superiormente por gases o por sólidos.
Los cuerpos naturales de agua se pueden clasificar en superficiales y subterráneos.
Entre los cuerpos naturales de agua superficiales encontramos a los ríos, los mares, las lagunas, etc.
Como vemos limitan superiormente con los gases constituyentes de la atmósfera.
A los cuerpos subterráneos de agua pertenecen las capas de agua subterránea, constituidas general-
mente por el agua que ocupa los intersticios de rocas más o menos porosas.
Se suele llamar capa freática a la primera que se encuentra al cavar un pozo, es decir, en su parte su-
perior está en contacto con la atmósfera a través de los gases del suelo. Normalmente debajo de la anterior
existen otras capas de agua, limitadas tanto inferior como superiormente por rocas impermeables; en la
mayoría de los casos el agua se encuentra a presión dentro de estas capas y al llegar a ellas mediante un
pozo el líquido asciende por el mismo, llegando o no a la superficie del suelo, originando, pozos surgen-
tes, también llamados "artesianos", y semisurgentes, respectivamente. Por más detalles ver [1].
En lo que sigue nos limitaremos a cuerpos superficiales y continentales de agua y los llamaremos sim-
plemente "cuerpos de agua". Es decir no trataremos de los mares ni de los océanos, aunque muchos de los con-
ceptos que expondremos son aplicables a ellos.
Los cuerpos naturales de agua se encuentran generalmente en un estado estacionario o de cuasi equili-
brio dinámico y cambiante, en el tiempo y en el espacio.
Dinámico, pues hay intercambio de materia y de energía con el medio que los rodea, p. ej. en un char-
co formado por la lluvia hay entrada de agua, precisamente de la lluvia, de excretas, etc. salida de agua
por evaporación, escurrimiento, percolación y demás; entrada de otros materiales como arena y arcilla del
suelo, sales y materia orgánica de igual origen, de hojas y restos vegetales, de excrementos animales, etc.;
la energía puede provenir de la radiación solar directa, del calor del suelo, etc. y salir por el vapor de
agua, conducción térmica, etc. Cabe destacar que las comunidades que habitan en el cuerpo de agua ajus-
tan su estructura y función a las características del medio, mostrando así variaciones más o menos impor-
tantes a lo largo del tiempo.
Además los cuerpos de agua cambian en el tiempo, lo que determina variaciones en sus condiciones
físicas, químicas y biológicas. El charco se seca tiempo después de cesar la lluvia; las lagunas se col-
marán pudiendo llegar a convertirse en praderas o bosques; los fondos marinos ora se van cubriendo de
sedimentos, ora se van erosionando por las corrientes; los movimientos tectónicos hacen emerger los le-
chos oceánicos convirtiéndolos en cordilleras y sumergen tierras firmes para trocarlas en lechos marinos;
etc. Como vemos estos cambios tienen lugar a lo largo de pocos días u horas, o bien durante milenios o
aún eras geológicas.
Resulta así que, como consecuencia de la interacción con el medio y de los procesos que tienen lugar
dentro mismo del cuerpo de agua, éste alcanza un estado de cuasi equilibrio caracterizado por un conjunto
acotado de valores posibles de las diferentes variables físicas, químicas y biológicas. Así p. ej. hay cuer-
pos de agua con elevadas concentraciones de sales disueltas, como la laguna de Epecuén, o con muy baja
concentración, como los lagos de deshielo; con aguas límpidas, como los arroyos y ríos de montaña, o
turbias, como el río Bermejo. Muchas veces la toponimia refleja las características sensorialmente percep-
tibles de tal estado de los cuerpos de agua, así p. ej. el río Agrio debe su nombre al gusto de sus aguas, el
río Bermejo al color de las suyas, el mar Muerto a la inexistencia de seres vivos, al menos macroscópicos,
en su seno, etc.-
También debe tenerse en cuenta que un mismo cuerpo de agua puede alcanzar distintos estados de
cuasi equilibrio, según el momento del año de que se trate, los cuales se repiten periódicamente. P. ej. el
río Paraná, suele tener sus caudales máximos a fines del verano, febrero y marzo, y mínimos a fines del
invierno, agosto y septiembre, [2]. Además hay crecidas y bajantes excepcionales, de ocurrencia al azar.
Al llevar a cabo el estudio de un cuerpo de agua deberá tenerse en cuenta el momento en el que se lo haga
y el objetivo del estudio, p. ej. para grandes obras hidráulicas se suele estudiar a los cuerpos de agua du-
rante muchísimos año.
Un cuerpo de agua tampoco es homogéneo en toda su extensión.

1Esta publicación corresponde, corregida y en cierta medida actualizada, a la nuestra Contaminación del
agua, introducción. Versión preliminar (1.987 / 1.990). Apunte Nº 77.02.07. editado por nuestro Centro
de Estudiantes de Ingeniería, La Línea Recta, del que el autor tuvo el honor de ser el socio Nº 15.111-A,
desde su ingreso a nuestra querida Facultad de Ingeniería (U.B.A.) en abril de 1.967.
1 Ecol. acuática, 29 III 2016 corr.10 IX 2017.
2. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

P. ej. si se hace un corte vertical de un lago en el verano puede haber una zona superior de aguas más
cálidas y, por lo tanto menos densas, con turbulencia originada por el viento, llamada epilimnio, luego
una capa más o menos delgada, llamada metalimnio, coincidente con un brusco gradiente de temperatura
y de densidad, y, finalmente, el hipolimnio que se extiende hasta el fondo, con aguas frías y, consecuen-
temente de mayor densidad que las superiores; cada una de estas zonas se caracterizan por ser asiento de
procesos físicos, químicos y biológicos que les son más o menos propios y característicos, incluso tam-
bién lo son los seres vivos que las habitan.
La termoclina es la capa más o menos horizontal en la que se ubican los puntos donde el gradiente de
temperatura es máximo, pudiendo superar 1 ºC por metro de profundidad, [25], con la termoclina suele
coincidir la picnoclina, es decir donde el gradiente de densidad también es máximo,[3].
Tanto la termoclina como la picnoclina se ubican dentro del metalimnio.
La pérdida de calor y la evaporación por la superficie durante el otoño e invierno puede determinar la
destrucción de la termoclina y la llegada de la mezcla hasta el fondo, y con ella el oxígeno gaseoso disuel-
to en el agua; en otros casos la estratificación se mantiene durante todo el año, p. ej. en ciertos lagos tro-
picales,[3], [4], y [25]. Se llaman lagos meromícticos aquellos en los que existe una capa de agua profun-
da a la que nunca, o muy raras veces, llega la mezcla vertical, estas capas muy densas pueden deberse a
una mayor salinidad, menor temperatura al originarse en inviernos particularmente fríos o al exceso de
material en suspensión, lagos monomícticos son en los que normalmente sólo hay una mezcla en el año, p.
ej. durante el invierno en lagos de zonas templadas y subtropicales en los que no hay cubierta de hielo,
dimícticos cuando hay dos mezclas en el año, en primavera y otoño, etc, [3].
La cantidad de energía necesaria para mezclar dos fluidos de densidades diferentes crece con al au-
mento de dicha diferencia; en los lagos esa energía es provista fundamentalmente por los vientos, el gra-
diente abrupto de densidades en el metalimnio resulta en una barrera infranqueable para la mezcla, [3] y [25].
Así el metalimnio reduce notablemente el aporte de oxígeno al hipolimnio el que, en determinadas condi-
ciones, puede acabarse.
Cuando se forma una capa de hielo que cubre la superficie del agua se anula la acción del viento sobre
la misma y la mezcla vertical resulta muy reducida, [3].
Como vemos el clima de la zona es un factor sumamente importante para el comportamiento de un lago.
En la figura 1, extraída de [25], con modificaciones y elaboración propia, hemos tratado de resumir un
poco lo dicho. Notemos que en la misma se suponen dos casos: 1) la formación de una cubierta de hielo
en el invierno, propia de los países muy fríos, muy rara en nuestro País, incluso en el lago Fagnano, en
nuestra isla de la Tierra del Fuego hace varios años que no se produce, [26], y 2) cuando dicha capa no se
forma y la mezcla completa de la columna de agua tendría lugar en el invierno, característica de climas
templados y subtropicales, esquema de elaboración propia.

Fig. 1. Estratificación térmica del agua de lagos en climas templado fríos, de [25] y elaboración propia.
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 3.

Según el Dr. Margalef, [3], en los lagos generalmente la termoclina se forma entre los 6 y los 15m de
profundidad; en los grandes lagos y en el mar entre 20 y 30 m. Por su parte el Dr. Olivier,[28], informa
que en los mares templados y cálidos la termoclina suele encontrarse entre 40 y 150m de profundidad, así
a 90 millas al Sudeste de Mar del Plata han medido una caída de 5ºC, desde 12º C á 7ºC, entre 44 y 45m
de profundidad. Estos cambios en la temperatura del agua oceánica se pueden deber al encuentro entre
corrientes cálidas y frías, como lo que ocurre en nuestro Océano Atlántico con las aguas frías de la co-
rriente de Malvinas, a unos 4 á 8ºC, y la de la corriente cálida de Brasil, que origina una capa de agua su-
perficial mezclada, de 10 á 50 m de profundidad, con una temperatura de 12 á19ºC; el epilimnio es rico
en algas y anchoítas, peces que sirven de alimento a la merluza, que para vivir prefiere las aguas frías del
hipolimnio y sube durante las noches a alimentarse, para descender durante el día, así cumple una migra-
ción trófica vertical con un ritmo de unas 24 horas o nictemeral, además cumplen migraciones a lo largo
de la costa, pues la zona de encuentro entre ambas corrientes o zona de convergencia se desplaza hacia el
Sur en verano y hacia el norte en invierno, [28].
En el Río de la Plata exterior o inferior la complejidad del sistema es muy grande y está influido por la
interacción con el océano, aparece una termoclina coincidente con una haloclina, o sea una capa con un
gradiente de salinidad importante, ubicada a diferentes profundidades según el sitio y la estación del año,
p. ej. a unos 6 á 7 m en unos casos, a más 16 m en otros; por encima de la termoclina la temperatura del
agua está muy asociada a la del aire, por debajo depende de la del agua que ingresa del océano, que puede
ser relativamente alta, p. ej. >16 ºC si priman componentes subtropicales, o baja si prevalecen componen-
tes subantárticas; así la temperatura puede subir o bajar en profundidad, según el caso, [13].
A partir de la información sobre nuestro lago
Nahuel Huapi suministrada por el Dr. Olivier, en
[27], y la relación entre la temperatura y la densi-
dad del agua tabulada en el Manual del Ing. Quími-
co, [28], elaboramos la figura 2, nótese que la den-
sidad real del agua del lago puede diferir algo de la
del mismo líquido puro, indicada en dicho manual,
pero a nuestros efectos la relación vale.
Como vemos en dicha figura 2, entre los 80 y
los 100 metros de profundidad se produce un cam-
bio abrupto de temperatura y densidad, correspon-
de al metalimnio.

Fig. 2. Relación entre la temperatura, la densi-

dad y la profundidad en el lago Nahuel
Huapi, a partir de [27] y [28].

También a lo largo de un río vamos a encontrar cambios importantes que se manifiestan tanto en lo
físico, como en lo químico y en lo biológico.
Según el Diccionario de la Real Academia,
entre otras acepciones de cuenca se lee: terri-
torio rodeado de altura, territorio cuyas aguas
afluyen todas a un mismo río, lago o mar. Es
decir está limitada, groseramente por eleva-
ciones tales que dividen aguas. Según lo que
traté de representar en la figura siguiente, co-
mo tratamos de representar en la figura 3.
Fig. 3 Cuenca de un río.

Como ayuda para su estudio se pueden clasificar los ríos de una cuenca según su "orden", se dice que
un arroyo es de primer orden cuando es el primero que tiene agua todo el año, dos arroyos de primer or-
den se unen para formar uno de segundo, dos de segundo uno de tercer orden, y así sucesivamente, pero
de la confluencia de dos ríos de diferente orden resulta un tercero del mismo orden que el mayor de los
dos que le dieron origen, como hemos resumido en la figura 3, [29] y [30].
4. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

Es decir:
sea n el orden de un río y m el de otro, siendo n > m
si confluyen dos ríos de igual orden n resulta uno de orden
n + 1 o sea n + n = n + 1
si confluye un río de orden m con otro de orden n > m re-
sulta uno de orden n es decir m + n = n
Así nuestro río Paraná sería aproximadamente de orden 12, [29].
Fig. 3 Representación gráfica del concepto de orden de un río.

Podemos pensar a manera de ejemplo de los cambios sufridos en un río a lo largo de su recorrido, el
cual nace como en un arroyo de primer orden, en la montaña, que escurre saltando entre piedras, por lo
tanto con una gran turbulencia y gran contacto con la atmósfera, debajo de una densa cubierta vegetal,
consiguientemente bajo una gran sombra y con una producción neta muy baja pero con mucho aporte de
materia orgánica externa, es decir hojas, restos vegetales, substancias húmicas, etc. La gran superficie de
contacto con la atmósfera por unidad de volumen de agua hará que la misma esté saturada de oxígeno, la
gran fuerza de arrastre del agua implicará el arrastre del material fino de los fondos.
A medida que desciende el arroyo confluye con otros, crece su ancho y se va transformando en un río,
sus márgenes se alejan, llega la luz solar plena a sus aguas y con ella aumenta la producción primaria pe-
ro, también, aumentan las diferencias diarias de temperatura del agua entre el día y la noche, por otra par-
te la importancia relativa de la materia orgánica importada desde los ecosistemas terrestres disminuye, así
mismo se reduce la velocidad del agua y, posiblemente, la concentración de oxígeno disuelto en el líqui-
do, sobre todo en el fondo, además puede haber un aumento de la turbiedad del agua.
Al seguir creciendo el río, por confluir con otros se va ensanchando cada vez más, la turbiedad del
agua puede aumentar según el contenido de sólidos en suspensión de los afluentes, el barro del fondo ca-
da vez se hace más fino, las diferencias de temperatura entre el día y la noche se reducen nuevamente,
como consecuencia de la inercia térmica de la gran masa de agua.
Todos estos cambios en las condiciones del medio están acompañados con cambios en las comunida-
des que lo habitan, y son particularmente notables mediante el estudio de los llamados macroinvertebra-
dos, animales que tienen de 3 a 10 mm cuando están totalmente desarrollados, e incluyen, insectos, mo-
luscos, oligoquetos, crustáceos (anfípodos, isópodos y decápodos) y, en algunos casos, nematodes, [5],
vivientes en o sobre los materiales del fondo. Así mientras que en los fondos barrosos de ríos de mayor
orden prevalecen organismos con tendencia a enterrarse, en las tumultuosas aguas de un arroyo de primer
orden los organismos suelen tener adaptaciones para resistir mecánicamente al arrastre p. ej. forma apla-
nada, ventosas ventrales o fuertes patas espinosas, [6], o bien compensan la deriva de otras formas, p. ej.
las hembras adultas, que son voladoras, salen del agua y vuelan río arriba para poner sus huevos, [35].
Desde el punto de vista trófico en el arroyo de primer orden prevalecen los macroinvertebrados des-
menuzadores, que se alimentan de partículas relativamente grandes como hojas, ramitas o trozos de corte-
za, reduciéndolas a trocitos menores, principalmente en sus excrementos, y recolectores que toman partí-
culas finas por filtración o juntándolas de los sedimentos, siendo los raspadores, que se alimentan de al-
gas fijamente adheridas a superficies sumergidas, relativamente poco importantes.
A medida que aumenta el orden del río disminuye la importancia relativa de los desmenuzadores, al
disminuir relativamente el aporte externo de materia orgánica grosera, y aumenta la de los raspadores y re-
colectores, dominando éstos últimos ante la abundancia de materia orgánica finamente dividida disponible.
Finalmente, en los ríos de mayor orden prácticamente los únicos que prevalecen son los recolectores.
En todos los casos están presentes los predadores que se alimentan indistintamente de animales de cual-
quiera de los grupos mencionados, [5, 7, 8]. En la figura 4 hemos tratado de resumir lo anterior.
De lo dicho podemos sacar conclusiones importantes desde el punto de vista práctico:
1) la influencia de las obras de Ingeniería será diferente según el orden del río en el que se las
construya. P. ej. una presa de embalse tendrá diferentes consecuencias sobre la temperatura del
agua según el orden del río, así en un arroyo del primer orden seguramente el lago formado será
pequeño, no obstante legará a él luz directa del sol, se calentará durante el día y enfriará en la no-
che, ya no será más o menos constante y fría; en un río de orden intermedio, p. ej. 4 ó 5, cuyas
aguas presentan la mayor diferencia de temperaturas entre el día y la noche, la temperatura del agua
en el embalse será probablemente alguna intermedia entre las anteriores y más o menos constante
durante todo el día; finalmente en los grandes ríos de orden 11 ó 12 muy probablemente la tempe-
ratura del agua en el embalse y la del río sea la misma, por el gran caudal. A su vez los cambios en
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 5.

la temperatura del agua y en sus variaciones implicarán cambios en las comunidades que la habitan,
etc., [31];

Fig. 4. Cambios hipotéticos de algunas características de un río, a lo largo de su recorrido, de [8] simplificado.
2) los límites a imponer a los parámetros que miden la calidad de los efluentes vertidos serán di-
ferentes según el orden del río receptor. P. ej. supongamos simplemente una suspensión de arcilla
en agua, como la que puede resultar de una industria ladrillera, vertida en un arroyo de primer or-
den, con aguas cristalinas y fondo pedregoso creará un penacho de agua turbia y un sedimento fino
que alterará todo el ecosistema, en cambio vertida en un río de llanura con abundante arcilla en
suspensión, como nuestro río de la Plata, prácticamente no tendría influencia;
3) los cambios en las condiciones ambientales a lo largo del río se reflejan en las comunidades
que lo habitan, que son propias de cada tramo; cuando aquellas condiciones varían, p. ej. por el ver-
tido de efluentes, se afectan determinados individuos, pudiendo llegar a su muerte y consecuente se
modifican las poblaciones y cambian las comunidades, de esa forma se puede llegar a usar a los se-
res vivos que habitan un medio como indicadores de la calidad de ese medio. Así surge la idea de
indicador biológico como ser vivo que por su especie, su estado, su número, etc. en determinado
ecosistema nos informa sobre la calidad del mismo.
Como vemos debemos considerar a los cuerpos de agua como un sistema complejo, en el que se pro-
ducen interrelaciones entre lo físico, lo químico y lo biológico, la mayoría de ellas desconocidas pero de
gran importancia, tendientes a mantener un estado de cuasi equilibrio, dinámico y cambiante.
Para mantener este estado de cuasi equilibrio la naturaleza se vale de diferentes procesos, tanto físicos,
como químicos y biológicos, citaremos algunos como ejemplos.
Sedimentación y flotación.
La materia de mayor densidad que el agua y en suspensión en la misma se deposita en el fondo por ac-
ción de la gravedad, a este fenómeno se lo llama sedimentación, así se va formando el fango de fondo de
los lechos fluviales, los deltas, etc. En el ANEXO 1 incluimos una tabla que muestra los aportes de sóli-
dos sedimentables de diferentes ríos del mundo, [36]. Si la materia es menos densa que el agua va a flotar y
suele quedar retenida en las orillas del cuerpo de agua, vamos a hablar de flotación.
Precipitación y disolución.
Las substancias disueltas pueden precipitar, p. ej. al evaporarse el solvente, es decir el agua en nuestro
caso, así se han formado importantes yacimientos de sal de roca o común (NaCl), anhidrita (CaSO4), yeso
(CaSO4.2H2O), sales potásicas, etc.
En otros casos se modifican las condiciones de solubilidad al variar la composición de la solución, v.
gr. al aumentar la temperatura del agua se desprende anhídrido carbónico (CO2) y se precipitan carbona-
tos; tal sería el origen de lodos calizos en los lagos de Oster, en Baviera; en otros casos es la acción foto-
sintetizadora de las plantas y, especialmente, de las algas, la que sustrae el anhídrido carbónico del agua,
así en el lago de Zurich se produce una capa clara de fango calizo durante el verano y una obscura durante
6. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

el invierno, motivada por la sedimentación del plancton muriente, [9].

Una forma sencilla de comprender cómo la extracción del CO2 produce la precipitación de carbonatos
surge de la siguiente ecuación química
CaCO3 (sólido) + CO2 + H2O → (Ca2+) + 2(HCO3)-
el carbonato de calcio, CaCO3,, es prácticamente insoluble en el agua, pero si ésta contiene anhídrido
carbónico, CO2 , se origina carbonato ácido de calcio o, lo que es lo mismo, bicarbonato de calcio,
(CO3H)-2Ca , que sí se disuelve en el agua y la reacción se verifica de izquierda a derecha; en cambio si
quitamos el CO2 la reacción progresará de derecha a izquierda, "tratando" de compensar esa merma y
precipitará CaCO3 , así se forman estalactitas y estalagmitas en las grutas calizas, al gotear solución de
carbonato ácido desde el techo, se evapora el agua y con ella desaparece el anhídrido carbónico y precipi-
ta el carbonato de calcio, [20].
En cualesquiera de esos casos se dice que ha habido una precipitación. Notemos que al variar las con-
diciones del medio se puede producir la disolución de una substancia precipitada al reducirse su concen-
tración en el líquido por debajo de la de saturación.
Coagulación, floculación y posterior sedimentación.
Un cambio en la composición iónica del agua puede determinar la coagulación, floculación y posterior
sedimentación de las partículas coloidales; p. ej. tal ocurre con los coloides llevados por los ríos al desembocar
éstos en el mar, [10].

Absorción y desorción.
Por absorción pueden incorporarse y por desorción salir gases desde y hacia la atmósfera. Más adelan-
te profundizaremos algo la cuestión al tratar del equilibrio de oxígeno en solución en el agua.
Adsorción y desadorción.
Por adsorción y desadorción pueden retenerse y liberarse, respectivamente, substancias en materiales
sólidos, tanto en suspensión como constituyentes del sedimento; todos estos procesos son función, en ma-
yor o menor medida, de otras características del medio, como su temperatura, p H, potencial de oxidación
reducción, composición iónica, etc.
Intercambios de calor.
Además los intercambios de calor con el medio circundante, sea el lecho, sea la atmósfera, las pérdi-
das de energía por evaporación de agua o la ganancia, fundamentalmente por la radiación solar, etc. lle-
van a un cierto estado térmico manifestado por la temperatura reinante en el agua.
Acción biológica.
Remoción de substancias por separación como partes de seres vivos.
Determinados organismos toman sales minerales del agua para formar su caparazón, pared celular u
otra estructura celular, al morir caen al fondo, donde, según las condiciones químicas del agua, se van
acumulando las mencionadas estructuras, en general la materia orgánica que componía la masa celular del
organismo desaparece, como veremos en seguida; éste sería el origen de muchas rocas actuales de explo-
tación económica. P. ej. las diatomitas son rocas silíceas,blancuzcas, sumamente porosas, que se explotan
en el Neuquén y Río Negro, para emplearlas en la fabricación de materiales aislantes térmicos, clarifica-
dores de aceite y vino, ayudantes de filtración, etc. en virtud de su gran porosidad, resultante de los inters-
ticios dejados al desaparecer la materia orgánica y quedar sólo las paredes silíceas microscópicas de las
algas Diatomeas que les dieron origen; rocas silíceas similares se originan por el depósito de caparazones
de animales unicelulares llamados radiolarios. Si los caparazones son calcáreos dan lugar a rocas calizas,
así los coccolitofóridos, que son algas unicelulares, y las globigerinas, que son protozoos pertenecientes al
género de los foraminíferos, han dado lugar a yacimientos importantes. Por otra parte algas calcificadoras,
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 7.

foraminíferos bentónicos, moluscos de concha gruesa, espongiarios, etc. contribuyen e la formación de

arrecifes coralinos junto con los corales de arrecife, antozoarios marinos cuyas gigantescas colonias
constituyen el armazón de este tipo de arrecifes, [9], [11] y [12].
Cabe agregar que no sólo las condiciones químicas del agua hacen que prevalezca uno u otro tipo de
organismos, sino también condiciones físicas, tales como la temperatura, p. ej. las diatomeas prosperan
magníficamente en aguas frías, así los sedimentos en los mares que rodean a la Antártida, entre 2.000 y
4.000 metros de profundidad, cubriendo unos 28.000.000 de km2, son lodos de diatomeas ricos en sílice;
mientras que los radiolarios, que también producen sedimentos silíceos, cubren unos 6.000.000 de km2 , a
profundidades de 4.000 a 8.000 metros, en los fondos de zonas tropicales de los océanos Índico y Pacífi-
co, faltando en el Atlántico, pues en su mayor parte son ávidos de temperaturas templadas. Por su parte
son condiciones vitales para los arrecifes coralinos aguas claras, poco profundas, hasta 40 m, y temperatu-
ras templadas, mayores de 20,5ºC, [9].
Interacción de los seres vivos y la materia orgánica.
Los cuerpos naturales de agua constituyen ecosistemas acuáticos y hemos visto la importancia de los
seres vivos en el mantenimiento del equilibrio de éstos, también describimos someramente algunas de las
maneras de actuar de los organismos para tal equilibrio, pero nos falta una, que por su importancia para
nuestro estudio hemos dejado para el final, la interacción entre los seres vivos y la materia orgánica pre-
sente en el sistema. Ya vimos en el capítulo “El ecosistema y la energía” que podemos resumir el pro-
blema de la fotosíntesis y la respiración en el esquema mostrado en la figura 5.
Debemos destacar que la figura 5 resume dos procesos de concepción realmente milagrosa, sólo Dios,
nuestro Señor, en su infinita sabiduría pudo disponerlos; tales son los delicados equilibrios, tanto materia-
les como energéticos, tantas y tan variadas las substancias intervinientes, que es realmente imposible atri-
buir los hechos a la mera casualidad, a un conjunto de hechos fortuitos que, por puro azar, dieron lugar a
eso que, en definitiva, llamamos "vida".
Además de los indicados en la fig. 5 se deben
considerar otros elementos, como el nitrógeno, el
fósforo, el azufre, etc., que por entrar en propor-
ción menor no se tomaron en cuenta en el es-
quema anterior, p. ej. según el Dr. Margalef [3]
la relación C:N:P , en número de átomos en el
cuerpo de los organismos es de alrededor de
100:14:1, que en peso sería aproximadamente.
1.200:196:31.
Podemos esquematizar en la figura 6 los usos Fig. 5 .Esquema de la fotosíntesis oxigénica y la
principales de la materia orgánica por los seres respiración aeróbica.
vivos según ya detallamos en el capítulo “El ecosistema y la energía”.
La materia orgánica es usada por los ser vivos como:
fuente de materia para su:
crecimiento,
reproducción,
mantenimiento,
interacción química con otros seres vivos,
fuente de energía para:
síntesis orgánica,
transporte de materia a través de la membrana celular,
transporte del individuo,
obtener calor,
emitir luz,
pensar, etc.
El uso de la materia orgánica como fuente de energía implica poder extraer, o recuperar, de la mis-
ma la energía química.
Dicha recuperación se hace mediante el proceso llamado respiración celular.
La respiración celular puede ser:
aeróbica, empleando oxígeno molecular (O2) como aceptor de electrones, o
anaeróbica, empleando otros aceptores de electrones.
Figura 6. Principales usos de la materia orgánica por parte de los seres vivos.
8. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

En la figura 7, modificada a partir del trabajo del Dr. Cummins, [7], tratamos de representar algunos
orígenes y transformaciones naturales de la materia orgánica en un ecosistema acuático, notemos cómo aún
siendo una simplificación limitada a un punto de vista macroscópico y sólo a los macroinvertebrados, re-
sulta complicada.
Llegan al cuerpo de agua partículas orgánicas groseras, generalmente de más de 1 mm, tales como
hojas, ramitas, ramas, trozos de corteza, nueces, flores y frutos, a los que nosotros agregamos insectos,
excrementos de animales, etc.; en el mismo, parte de esta materia orgánica se disuelve, el resto es coloni-
zado superficialmente por hongos, bacterias y protozoos; los trozos de materia orgánica resultantes se
rompen entonces por acción mecánica del agua turbulenta, por debilitamiento gracias a la acción micro-
biana y por efecto de organismos desmenuzadores, que, según parece, en realidad, se alimentan de los
microbios que colonizan a las partículas grosera, más que de la materia constituyente de estas partículas.
Así resulta que en el medio hay materia orgánica disuelta proveniente de la disolución de las partículas
groseras, pero también proviene de excreciones de plantas y organismos acuáticos y de aguas que escu-
rren sobre o percolan dentro de los terrenos vecinos, disolviendo materia orgánica de los mismos.
También hay partículas pequeñas, generalmente de menos de 1 mm, de materia orgánica, provenientes
de la rotura de las partículas orgánicas groseras, de aportes directos desde el medio que rodea al cuerpo de
agua, de la coagulación - floculación de la materia orgánica disuelta, ya en forma fisicoquímica, ya por
acción microbiana, y de las heces de los organismos recolectores, las que tienen un tamaño similar al de
las partículas finas de las que se alimentan estos organismos, y de los organismos raspadores, que se ali-
mentan fundamentalmente de algas que se encuentran fuertemente adheridas a cuerpos sumergidos, p. ej.
piedras, plantas vasculares sumergidas, etc.
Parecería que los musgos y las macrófitas acuáticas con raíces, mientras están vivos, son poco ataca-
dos por los animales para usarlos como alimento, y que una vez muertos son transformados en forma si-
milar a las partículas orgánicas groseras.
Por su parte los depredadores se alimentan de animales de todos los grupos mencionados y del propio
grupo de predadores, actuando como control de la cantidad de individuos en el ecosistema y estando ellos
mismos limitados por la cantidad de alimento disponible; además sus heces incrementarán la cantidad de
partículas orgánicas finas. Para, más detalles ver los trabajos del Dr. Cummins [5, 7].

Fig. 7. Algunos orígenes y transformaciones naturales de la materia orgánica en un ecosistema acuático,

de [7] modificado.
En la figura 8 hemos resumido muy esquemáticamente qué sucede en un cuerpo de agua con la mate-
ria orgánica disuelta, las algas, las bacterias, los gases disueltos, entre otros. Notemos que no considera-
mos ni a todos los seres vivos, p. ej. excluimos a los protozoarios, a los organismos superiores como los
peces, etc. ni a todos los elementos químicos puestos en juego, p. ej. omitimos al fósforo y al potasio.
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 9.

Medio aeróbico: Medio anaeróbico:

A = Amonificación B.A.F. = Bacterias autótrofas fotosintetizadoras del azufre: sulfurosas púrpuras (Chroma-
B.A.O.S. = Bacterias aeróbicas quimiolitotróficas que oxidan el azufre: tium) y sulfurosas verdes (Chlorobium)
Beggiatoa, Thiobacillus thioxidans. B.R.S. =Bacterias reductoras de sulfato, heterótrofas, anaeróbicas: Desulfovibrio, Desul-
B.C. = Bacterias cianofíceas, aeróbicas, fotosintetizadoras y fijadoras de nitrógeno: fatomaculum.
Anabaena, Nostoc, Oscillatoria Reducción no asimilatoria de nitrato:
B.N. = Bacterias nitrificantes, quimiolitotróficas y aeróbicas: por B.D. = Bacterias Desnitrificadoras, heterótrofas, anaeróbicas: Thiobacillus denitrificans
B.N.1 = Nitrosomonas, Nitrosococcus, etc. por B.A. = Bacterias amonificadoras, heterótrofas facultativas (en anoxia): Escherichia sp.
B.N.2 = Nitrobacter, Nitrococcus, etc.
O 2 real N 2 real
G. S.= grado de saturación: G.S. ó G.S. según corresponda
O 2 saturado N 2 saturado
Fig. 8. Circulación de algunos elementos entre los microorganismos que pueblan un ecosistema acuático y el medio que los rodea. (Abreviaturas en la pág.9).
10. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

Para explicarlo podemos empezar, p. ej. , en las algas, suponiendo que el ecosistema está iluminado
con luz solar, u otra de longitud de onda conveniente, tendrá lugar el proceso de fotosíntesis, es decir,
según la ecuación (1) de la figura 5, tomarán anhídrido carbónico, disuelto en el agua, y también agua pa-
ra transformarlos en materia orgánica y oxígeno gaseoso, que se libera; parte de esta materia orgánica será
empleada como fuente de energía por la propia alga para sus procesos vitales, mediante la respiración ce-
lular, combinándola con oxígeno y liberando anhídrido carbónico y agua, ([12] y [15] ), el resto será usa-
do por el alga como fuente de materia para su crecimiento, mantenimiento, reproducción, etc. Y una vez
muerta el alga o bien habiendo sido excretada la materia orgánica por la misma, ésta quedará a disposi-
ción de las bacterias y otros seres vivos, que la toman, junto con materia orgánica de otros orígenes tales
como excreciones animales y bacterianas, restos de bacterias muertas, de vegetales, etc., para emplearla
como materia en la construcción de sus células, su reproducción y demás, y como fuente de energía para
sus procesos vitales, nuevamente mediante el proceso de la respiración la combinarán con oxígeno, de-
jando en libertad agua, anhídrido carbónico y sales minerales; estos últimos grupos de compuestos serán,
a su vez, tomados por las algas, cerrándose el ciclo. Todo este complejo proceso se completa con los in-
tercambios de oxígeno con la atmósfera, a través de la superficie, y con el fondo, ya que no debemos ol-
vidar que también en el fondo habitan organismos y, además puede haber en el mismo substancias quími-
cas reductoras, p. ej. sulfuros.
En cuanto a los intercambios con la atmósfera el más importante, a los efectos de nuestro estudio, es el
del oxígeno, que penetrará en el cuerpo de agua, disolviéndose en el líquido si su concentración en el
mismo es menor que la de saturación o liberándose al aire si el agua está sobresaturada con el gas.
Así, p. ej., en una laguna eutrófica, es decir con abundancia de nutrientes minerales y, por lo tanto, de al-
gas y, eventualmente, de plantas, las que durante el día, liberan oxígeno por la fotosíntesis, el cual no sólo
puede satisfacer lo demandado por todos los seres vivos del ecosistema del cuerpo de agua sino que, en cier-
tos casos, resulta sobrando, sobresaturándase el agua y desprendiéndose oxígeno gaseoso a la atmósfera.
En cambio durante la noche todos los organismos que habitan la laguna, incluidas las plantas y las al-
gas, están respirando y ninguno fotosintetizando, consecuentemente, ninguno libera oxígeno y todos lo
consumen, y su concentración será menor a la de saturación absorbiéndose del aire; incluso, y en particu-
lar a la madrugada, puede llegar a anularse su concentración, sobre todo en la profundidad. En la figura 9
hemos tratado de representar la relación entre la concentración de oxígeno gaseoso, disuelto en el agua y
la profundidad del cuerpo de agua, por ejemplo una laguna, para diferentes condiciones ambientales.

Fig. 9. Relación entre la concentración de oxígeno gaseoso disuelto en el agua en función de la pro-
fundidad y según la turbulencia y el momento del día.
En la figura 9(a) vemos lo que ocurriría a mediodía de un día soleado sin viento, la máxima concentra-
ción de oxígeno disuelto se da a la profundidad donde la producción primaria es máxima, es decir donde
se concentra la mayor cantidad de algas planctónicas buscando las condiciones vitales óptimas, hay so-
bresaturación de oxígeno y pasaje del gas a la atmósfera.
La figura 9(b) representa una situación similar pero con viento fuerte, la turbulencia inducida en el
agua produce su mezcla, la concentración de oxígeno es más o menos constante en toda la profundidad,
excepto en la capa próxima a la superficie donde tiende al equilibrio con la atmósfera.
En la figura 9(c) hemos tratado de representar lo que sucedería durante la noche sin viento, como con-
secuencia de la respiración de los seres que habitan en el cuerpo de agua hay una disminución generaliza-
da del oxígeno disuelto todo a lo profundo, incluso la capa más próxima a la superficie no llega a estar sa-
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 11.

turada con el gas, lo que provoca un pasaje del mismo desde la atmósfera al agua y en las capas más pro-
fundas y el fondo la concentración de oxígeno será nula.
La figura 9(d) muestra lo que pasaría si en la misma situación sopla viento, como consecuencia de la
mezcla la concentración de oxígeno disuelto sería aproximadamente el promedio de la del caso anterior, o
algo más, salvo en la capa inmediata a la superficie, en la que crece como consecuencia de la solución ac-
tiva de oxígeno y su pasaje, acelerado por la turbulencia, al seno del líquido. Se comprende que estas cur-
vas son idealizaciones y que en la práctica varían de un caso a otro.
De la figura 9 surge que ocurren cosas diferentes en el seno del líquido, en su zona más profunda y en el
fondo mismo, que son, cambiantes según la hora del día y el día del año.
Según lo que hemos visto, distintos fenómenos físicos, químicos y biológicos conducen a la sedimen-
tación de partículas, las que en el fondo del cuerpo de agua constituirán un cieno cuya composición, espe-
sor y localización dependerán de factores externos al cuerpo de agua y de factores propios del cuerpo de
agua. Entre los factores externos están el tipo de rocas y suelo circundantes, calidad y cantidad de las
aguas afluentes, tanto superficiales como subterráneas, y de los materiales aportados por ellas, fauna y flo-
ra terrestres de la zona, actividades erosivas, etc.
Entre, los factores propios del cuerpo de agua se cuentan las propiedades físicas y químicas de su
agua, que, a su vez, determinan su capacidad para coagular coloides, disolver o precipitar substancias,
permitir determinadas formas de vida, etc.; sus características hidráulicas, como la velocidad del escurri-
miento y su turbulencia, y las característica del ecosistema acuático en su conjunto, por ejemplo las rela-
ciones tróficas entre sus componentes vivos determinan, al menos en parte, el tamaño de la materia orgá-
nica sedimentable, su cantidad remanente, etc. Un factor propio del cuerpo de agua, pero evidentemente
fijado en gran medida por factores externos tales como el clima, es la temperatura del agua y de los sedi-
mentos, la que, a su vez, determina el grado de actividad química y biológica, la viscosidad de los fluidos,
las tasas de difusión, la solubilidad de los gases, etc., [18].
El cieno acumulado en el fondo va sufriendo una serie de modificaciones y transformaciones; molus-
cos, gusanos y larvas de insectos cavan túneles, lo agitan y lo mezclan, [18]; bacterias, protozoos y otros
animales viven de la materia orgánica que contiene, las burbujas de gases resultantes de la acción biológi-
ca y los movimientos del agua lo agitan, el oleaje provoca sacudidas, que tienden a compactarlo; las subs-
tancias químicas difunden a favor de gradientes de concentración que se establecen en el agua intersticial,
es decir la que ocupa los intersticios que dejan entre sí los sólidos del cieno; por su peso propio, el oleaje,
etc. los depósitos se van compactando y consolidando con el transcurso del tiempo, los intersticios entre
los sólidos del cieno se achican y el agua que los ocupa se eleva, arrastrando consigo substancias en solu-
ción, [1], [9], [18] y [19]. Así comienza la transformación del sedimento suelto en roca sedimentaria, es
decir el proceso que los geólogos llaman diagénesis, [1], [9] y [16]. Lo anterior no debe confundirse con
los procesos metamórficos, en los que las altas temperaturas y presiones transforman un tipo de roca en
otro, en virtud de un reacondicionamiento de sus partes constituyentes, [1].
En el Anexo 2 hemos resumido los principales procesos diagenéticos, la mayoría de ellos son suma-
mente lentos. Y su estudio escapa a los objetivos de este trabajo, pero debemos destacar que los que son
procesos biológicos y, secundariamente, algunos de los químicos nos resultan de interés por su caracterís-
tico consumo de oxígeno y así contribuyen a que la concentración de este gas disminuya hacia el fondo
del cuerpo de agua.
Resulta que son varias las causas que llevan a que la concentración de oxígeno disuelto en el agua se
vaya reduciendo hacia el fondo, tanto por el consumo por los seres vivos, fundamentalmente en su respi-
ración, como por la oxidación química de reductores, sobre todo inorgánicos; según el Prof. D. Cornelius,
[9], no es común, al menos bajo las actuales circunstancias, que tal concentración se anule en los fondos
marinos, salvo en depresiones cerradas y deficientemente aeradas, en cambio, según Fair y otros
[18],refiriéndose al fondo de los ríos, opinan que, salvo en las capas más altas del cieno, en las restantes debe
ocurrir necesariamente la descomposición en ausencia de oxígeno disuelto.
Los procesos biológicos continúan aún en ausencia de oxígeno gaseoso, o molecular, disuelto en el
agua; a los organismos que son capaces de vivir en un ambiente sin oxígeno molecular se los llama ana-
eróbicos, a diferencia de aquellos que necesitamos de tal gas para vivir, que nos llamamos aeróbicos,
existiendo organismos capaces de vivir en ambos tipos de ambientes, pero que en habiendo oxígeno di-
suelto se comportan como aeróbicos, se los llama facultativos o facultativos anaeróbicos. En el Anexo 1
del capítulo “el ecosistema y la energía” hemos tratado el tema. A manera de resumen de lo dicho en ese
Anexo 1 podemos indicar que, a partir de la materia orgánica, los organismos aerobios producimos como
resultado final de nuestro metabolismo materia orgánica, por ejemplo excreciones y nuevas células, agua,
anhídrido carbónico y compuestos del nitrógeno, del azufre, del fósforo, etc.; la cantidad de energía libe-
12. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

rada por unidad de masa de materia orgánica oxidada en la respiración es grande y los procesos son rela-
tivamente rápidos y poco sensibles a temperaturas bajas.
En cambio los organismos anaeróbicos originan como consecuencia de sus procesos vitales materia
orgánica, tanto en forma de nuevas células como de excreciones, pero también como materia orgánica
parcialmente degradada en la respiración, anhídrido carbónico y otros gases, como el metano, que recor-
demos es combustible, sulfuro de hidrógeno y amoníaco, que son olorosos, etc.; la cantidad de energía
por unidad de masa de substancia oxidada en la respiración es marcadamente menor que en el caso ante-
rior y los procesos resultan, comparativamente, más lentos y sensibles a temperaturas bajas.
Como también vimos en el Anexo 1 mencionado, estos procesos de óxido - reducción se encadenan
entre sí a través de los organismos que los llevan a cabo y éstos con las condiciones del medio, derivando
nuevamente a estados de cuasi equilibrio, que otros prefieren llamar estados estacionarios.
De todo lo anterior podemos concluir que en los cuerpos de agua se establecen estados de cuasi equili-
brio, dinámicos y cambiantes, gracias a complejísimos procesos físicos, químicos y biológicos, en gran
medida desconocidos y de los que hemos dado algunos ejemplos que van de lo macro- a 1o microscópico.
Para dichos estados de cuasi equilibrio se pueden realizar balances de materia y de energía, de importan-
cia teórica y práctica; uno de esos balances, muy importante, es el del oxígeno disuelto en el agua.
En el balance de oxígeno de un cuerpo de agua computaremos como entradas de oxígeno:
1. la absorción del oxígeno atmosférico, si la concentración del mismo en el agua no alcanza a la de sa-
turación,
2. la cesión de oxígeno por la fotosíntesis llevada a cabo por
a. las algas y las cianobacterias, y
b. las macrófitas sumergidas.
Consideraremos como salidas de oxígeno:
1. el consumo para respiración por parte de
a) los animales,
b) las plantas, las algas y las bacterias cianofíceas,
c) las bacterias y otros microorganismos heterótrofos aeróbicos y facultativos, tanto
I. suspendidos en el agua cuanto
II. habitando en el cieno del fondo,
2. el consumo por bacterias autótrofas quimiosintetizadoras para obtener la energía necesaria para
la transformación del carbono inorgánico en carbono orgánico,
3. el consumo por las reacciones químicas con las substancias reductoras que, sobre todo, manan
del fondo que se va compactando,
4. la fuga de oxígeno a la atmósfera, si el agua está sobresaturada con ese gas, por ejemplo por una
gran actividad fotosintetizadora.
A todo esto habrá que agregar la cantidad de oxígeno disuelto que trae el agua.
Podemos resumir:
entradas o aportes de oxígeno:
absorción desde la atmósfera = Ab
fotosíntesis de algas, cianobacterias y plantas sumergidas = Fot
salidas o consumos de oxígeno:
respiración de
peces y otros animales = P
plantas y algas = PyA
microorganismos heterótrofos = Mic.H
microorganismos autótrofos quimiosintetizadores = Mic. AQ1
consumo por microorganismos autótrofos quimiosintetizadores para la transformación de
carbono inorgánico en carbono orgánico = Mic. AQ2
consumo por reacciones meramente químicas, p. ej. oxidación química de sulfuros = RQ
Resulta el balance de oxígeno igual a:
[O2]final = [O2]inicial + Entradas – Salidas o sea
[O2]final = [O2]inicial + (Ab + Fot) – (P + PyA + Mic.H + Mic.AQ1 + Mic.AQ2 + RQ)
En cuerpos de agua lóticos, es decir en aquellos cuerpos de agua en los que ésta fluye con rapidez,
como en ríos o lagos, el balance de oxígeno se calcula normalmente entre dos puntos separados entre sí
una distancia L, o sea si v es la velocidad del escurrimiento será L = v • t, donde t = tiempo. En cambio en
cuerpos de agua lénticos, en los que la velocidad de escurrimiento del agua es muy pequeña o nula, p. ej.
en lagos, lagunas o pantanos, el balance de oxígeno se suele calcular para un mismo lugar y dos momen
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 13.

tos, t1 y t2,separados un tiempo t, o sea t2 = t1 + t. En la figura 10 tratamos de resumir el problema.

Figura 10. Cálculo del balance de oxígeno en diferentes cuerpos de agua

En lo que sigue daremos detalles de lo dicho.
La absorción del oxígeno atmosférico por el agua cumple con las leyes de solubilidad de gases en
líquidos. Dicho muy rudimentariamente, la concentración del gas disuelto en el líquido aumenta con la
presión de la fase gaseosa y disminuye al crecer la temperatura y/o la salinidad del agua y al aumentar la
concetración del gas en el líquido. Se define como concentración de saturación del gas en el líquido
aquella en que el líquido se encuentra en equilibrio con el gas a una presión y temperatura dadas. En la
práctica se conoce como déficit de oxígeno, D.O., a la diferencia entre la concentración de saturación y la
concentración realmente existente de oxígeno en el agua, y como grado de saturación , G. S., al cociente
entre la concentración realmente existente y la concentración de saturación de oxígeno en el líquido, es decir
   
D.O. O2 sat O2 real (2)    
G. S. = O2 real / O2 sat (3)
Para aquellos que suelen leer publicaciones de origen angloparlante o traducciones directas de las
mismas, hacemos notar que en ellas la sigla DO abrevia oxígeno disuelto (Disolved Oxygen) y no Déficit
de Oxígeno.
La absorción de oxígeno resulta función del déficit de oxígeno, o bien del grado de saturación, de la
temperatura, de la presión atmosférica, del grado de turbulencia del agua y, como consecuencia, de la ve-
locidad y profundidad de la misma, en el mismo sentido influye la agitación producida por las hélices de
los buques [22]. En el anexo 3 podemos ver una tabla debida al Prof. Fair, según el Ing. Imhoff [22] ,
desgraciadamente ni en el libro del Ing. lmhoff ni en el trabajo del Prof. Fair se indica qué se entiende por
estanque pequeño, río grande, etc. ; no obstante podemos notar cómo se cumple lo dicho antes sobre la in-
fluencia del grado saturación, la turbulencia, etc., los autores de la tabla suponen que no sopla el viento, en
caso contrario la absorción superficial de oxígeno crece notablemente, hasta unas diez veces, según el Ing.
Imhoff, [22].
Se han propuesto varias fórmulas para el cálculo de la absorción de oxígeno, p. ej. Streeter y Phelps [19] su-
gieren: dD. O.
dt k2 D. O. (4)
que indica que la tasa a la que se reduce el déficit de oxígeno, D.O., es proporcional al mismo.
Se han hecho muchísimos trabajos que tratan de medir y calcular el valor del coeficiente k2 de reaeración,
[32], [33], [34], etc. Debemos notar que los valores de los coeficientes de las mismas fórmulas para calcular k2
dados en [32] y [33] son diferentes, aparentemente habría errores de copia en [33], por lo tanto en lo que
sigue incluimos los dados en [32] que coinciden, p. ej., con los mencionados en [21].
Básicamente habría tres métodos para medir el coeficiente k2: el balance de oxígeno disuelto, el equi-
librio perturbado y procedimiento con trazadores.
El método del balance del oxígeno disuelto consiste en medir las varias fuentes y sumideros de oxíge-
no disuelto y determinar por diferencia la cantidad de reaeración necesaria para balancear la ecuación.
El método de equilibrio perturbado consiste en producir artificialmente un déficit de oxígeno agregan-
do sulfito de sodio a la corriente y medir seguidamente las concentraciones de oxígeno disuelto aguas
arriba y aguas abajo a dos niveles de concentración diferentes.
El método de los trazadores consiste en usar un gas radioactivo inerte como un trazador de oxígeno y
correlacionar la velocidad de desorción del gas trazador con la velocidad de absorción de oxígeno, [32].
Existen varios modelos teóricos del proceso de absorción de oxígeno, no obstante, generalmente, estos
modelos no son adecuados para la predicción del coeficiente de rearación en corrientes de agua ya que los
parámetros del modelo no han sido correlacionados adecuadamente a las variables hidráulicas de un flujo
voluminoso. Las ecuaciones empíricas y semiempíricas desarrolladas a partir de datos experimentales predi-
cen adecuadamente a los coeficientes de reaeración para corrientes de agua del tipo de aquellos estudiados
para desarrollar las ecuaciones, pero se puede cometer errores importantes si se las aplica a otros tipos de co-
rrientes o a condiciones más allá del intervalo de variación considerado en las correlaciones originales, [32].
Churchill, Elmore y Buckinham realizaron muchos análisis de regresión múltiple sobre el flujo de co-
rriente pertinente, parámetros del gas y del líquido correspondiente a las mediciones de k2y no encontra-
14. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

ron ninguna ecuación de predicción que fuera mejor ni estadísticamente más significativa, así que sugie-
ren como más simple para el uso general una derivada por ellos:
k2 = 5,026 U0,969 H-1,673 (1,0241) (T-20ºC) (5)
Para la predicción de k2 en corrientes naturales, el análisis de regresión indica que la ecuación que tie-
ne el menor error estándar en la determinación consistente con los parámetros de flujo medio más fáciles
de obtener es
k2 = 8,76 U 0,607 / H 1,689 (6)
tanto en (5) como en (6): se miden k2 en día-1 ;H profundidad media del flujo, en pies ;U velocidad me-
dia del flujo en la dirección longitudinal, en pies por día, T la temperatura, en ºC, [21] y [32].
En trabajos más recientes, [34,], a partir de 371 de valores de k2, obtenidos empleando el método de
los trazadores radioactivos descripto antes, en 463 tramos independientes de 166 corrientes de agua de 23
estados de los Estados Unidos de Norte América, se dedujeron las siguientes relaciones según el cuerpo
de agua a considerar:
charca (pool) y bajos en una corriente de agua (riffle streams), poco caudal (Q<0,556 m3/s) a partir de 99
mediciones de k2:
k2 = 517 (VS)0,524 Q-0,242
charca o bajos en una corriente de agua, mucho caudal (Q>0,556 m3/s) a partir de 130 mediciones de k2:
k2 = 596 (VS)0,528 Q-0,136
corrientes en forma de canal (corrientes prismáticas con propiedades de flujo relativamente uniformes),
poco caudal (Q<0,556 m3/s) a partir de 77 mediciones de k2:
k2 = 88 (VS)0,313 D-0,353
corrientes en forma de canal, mucho caudal (Q>0,556 m3/s) a partir de 65 mediciones de k2:
k2 = 142 (VS)0,333 D-0,66 W-0,243
Donde:
Q = caudal, [m3/s], se usaron datos de corrientes desde 0,0028 á 210 m3/s,
S = pendiente de la superficie del agua, [m/m]; en los datos usados variaba entre 0,00001 ý 0,06
V =velocidad media de la corriente, [m/s], datos usados desde 0,003 á 1,83 m/s,
W = ancho en la superficie, [m], variable entre 0,78 y 162m,
D = profundidad, [m], calculada mediante la ecuación de continuidad D = Q/(VW) variable entre
0,0457 y 3,05m
Para describir las condiciones hidráulicas de la corriente también se tuvieron en cuenta el material del
lecho y el régimen del flujo.
El coeficiente de reaeración varía con la temperatura, se puede estimar para dos temperaturas T1 y T2
(k2T ) /(k2T ) = (T2 – T1 ) (7)
2 1
El coeficiente de corrección por temperatura variaría de 1,018 á 1,026 para temperaturas entre 0ºC ý
30ºC, el valor aceptado generalmente es de 1,0241, [32.].
El Prof. Jankovic [21] indica :
k2 T = k2 T=20ºC (1,016) (T-20ºC) (8)
Las algas y las plantas sumergidas liberan oxígeno molecular durante la fotosíntesis a razón de,
aproximadamente, 2,5 g de O2 por 1 g de Carbono sintetizado [19], lo que puede producir la sobresatura-
ción del agua, p. ej. en lagunas para el tratamiento de aguas residuales se han medido concentraciones de
oxígeno disuelto del orden de cuatro veces el valor de la de saturación [23], de hecho se piensa que el
oxígeno atmosférico tendría su origen en la fotosíntesis llevada a cabo en primitivos cuerpos de agua.
El aporte por fotosíntesis es variable, depende de la intensidad y de la duración de la iluminación, así
se reduce en días nublados o por la turbiedad del agua, se anula durante la noche, etc. También depende
de la actividad biológica, disponibilidad de nutrientes y otras condiciones del medio. Todo esto hace que
no se lo suela tener en cuenta en los cálculos técnicos del balance de oxígeno, [21].
El consumo de oxígeno por los animales y las plantas acuáticos resulta pequeño frente al hecho por los
microorganismos para degradar la materia orgánica disuelta o finamente dividida [19]. Esto ha llevado a
crear el concepto de demanda bioquímica de oxígeno o, más brevemente, D. B. O., que estudiaremos
oportunamente en el tema “Parámetros para evaluar la calidad de aguas y de efluentes líquidos”.
Deseo agradecer a Dios, nuestro Señor a nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Marzo 1.987 - 10 de Septiembre de 2.017.
 Introducción al estudio de la contaminación del agua. 15.

ANEXO 1 Sedimentos aportados por ríos del mundo.

País Cuenca t/(km2 año) km2 t/año
Argentina Río Bermejo 2.650 23.750 62.937.500,00
China Río Amarillo 2.640 715.000 1.887.600.000,00
Yang Tsé 491 1.025.000 503.275.000,00
King 7.190 57.000 409.830.000,00
India Río Damodar 1.400 200.000 280.000.000,00
Río Kosi 2.800 61.000 170.800.000,00
Irán Río Sefid Rud 750 55.000 41.250.000,00
Sudán Río Abbara 650 100.000 65.000.000,00
África del Norte Río Agrioum 3.400 657 2.233.800,00
Río Sebou 320 3.470 1.110.400,00
U.S.A. Río Colorado 735 356.000 261.660.000,00
Río Mississipi 50 2.977.000 148.850.000,00
Italia Río Po 300 53.500 16.050.000,00
Francia Río Isére 615 11.750 7.226.250,00
Río Drac 700 990 693.000,00
Río Durance 150 3.580 537.000,00
Volumen específico medio anual de transporte de sólidos, [36].
ANEXO 2.- Diagénesis.
Se llama diagénesis al conjunto de transformaciones físicas y químicas que conducen a la consolida-
ción y litificación (formación de una roca) de un sedimento, [1 y 16]. Así, a partir de una arena suelta se lle-
ga a una arenisca, de un lodo arcilloso a una pizarra arcillosa o de un lodo calizo a una caliza compacta [9].
Según el Prof. D. Cornelius, [9], los procesos de diagénesis son fundamentalmente de seis tipos:
1- desecación, o sea la pérdida del agua que llena los poros del sedimento, p. ej. al compactarse por
acción de sacudidas causadas por el oleaje o por acción del peso propio de las capas superiores de sedimento;
2- desalificación, es decir pérdida de sales en sedimentos marinos, al quedar en seco y ser lavados
por el agua de lluvia;
3- destrucción de la materia orgánica, por acción biológica tanto de bacterias como de animales, [16];
4- recristalización, o sea el cambio de la estructura cristalina del material sedimentado, lo que pue-
de ocultar el origen sedimentario de la roca, p. ej. la transformación del aragonito, carbonato de calcio de
estructura relativamente inestable, que constituye la parte dura de los corales y cierto bivalvos, recristaliza
en calcita, también llamada" espato calizo", que también es carbonato de calcio, pero de estructura más
estable; también se incluyen aquí la cristalización del cemento de muchas areniscas
5- reformación química, es la substitución de un mineral por otro sin cambio de volumen, es decir
substitución de volumen por volumen y no de molécula por molécula [16], p. ej. en la llamada dolomiti-
zación de los sedimentos calizos la dolomita (CO3Ca CO3Mg) substituye a la calcita (CO3Ca), [17];
6- migración de materia dentro de los sedimentos, da lugar a concreciones de forma nodular, esfe-
roidal o elipsoidal originadas, aparentemente, por material que estaba dispersado en el sedimento y que
fue disuelto, transportado y precipitado alrededor de puntos localizados, así se habrían formado concre-
ciones calizas en arcillas y concreciones silíceas en caliza.
A estos procesos debemos agregar la consideración del factor tiempo [1], recordar que en general son
transformaciones lentas.
ANEXO 3 Absorción de oxígeno por la superficie del agua de diferentes tipos de cauces, [22].
Grado de saturación [%]
Grupos de cauces: 100 80 60 40 20 0
1. Estanque pequeño 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5
2. Lago grande 0 1,0 1,9 2,9 3,8 4,8 No se incluye la acción de las algas y
3. Corriente lenta 0 1,3 2,7 4,0 5,4 6,7 se considera que no hay viento. El
4. Río grande 0 1,9 3,8 5,8 7,6 9,6 oleaje fuerte puede multiplicar los
5. Corriente rápida 0 3,1 6,2 9,3 12,4 15,5 valores por más de diez.
6. Torrente 0 9,6 19,2 28,6 38,4 48,0
Absorción de oxígeno por la superficie del agua a 20 ºC, [g. m-2. día-1]
----o----
16. Introducción al estudio de la contaminación del agua.

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---o---
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 17..

Autodepuración de un cuerpo de agua.

Podemos definir el concepto de requisito ambiental, circunstancia ambiental o factor ambiental como
el ente necesario, en cantidad y calidad, para que cierta especie habite en un ecosistema. P. ej. la existen-
cia de plantas superiores terrestres en un sitio implica la de luz, una cierta calidad del aire, con un deter-
minado intervalo de temperaturas, suelos de características determinadas, p. ej. con nutrientes minerales
determinados y a disposición de las plantas, es decir que puedan pasar a la solución acuosa del suelo, y no
estén formando compuestos insolubles y por lo tanto inútiles para el vegetal, etc.
Llamaremos factor limitante o circunstancia limitante a aquel factor o circunstancia ambiental que li-
mita el crecimiento de una población determinada, o de toda la comunidad, p. ej. en un desierto la cir-
cunstancia limitante suele ser el agua, así cuando ésta aparece en aquél lo hacen los oasis, normalmente
con una producción primaria muy grande que da lugar a ecosistemas muy productivos, v. gr. nuestra pro-
vincia de Mendoza es fundamentalmente desértica y su rica producción está basada en el riego, con cana-
les comenzados a construir por los indios huarpes, seguidos por nuestro Gral. Don José de San Martín y
continuados hasta nuestros días. Notemos que un factor puede limitar la existencia de una población tanto
por defecto como por exceso, p. ej. un suelo saturado de agua determinará la desaparición de muchas
especies vegetales no habituadas.
La circunstancia o factor limitante principal para las bacterias heterótrofas suele ser la presencia de
materia orgánica biodegradable, fundamentalmente disuelta o coloidal, en el agua y de nutrientes minera-
les, además, si las bacterias son aeróbicas precisarán oxígeno molecular disuelto en el líquido.
Las bacterias usan la materia orgánica como fuente de materia, para su crecimiento, reproducción y
mantenimiento, y como fuente de energía, mediante la respiración celular.
Por su parte los principales factores ambientales necesarios para las algas son la luz, el agua, el anhí-
drido carbónico, el oxígeno, los nutrientes minerales, fundamentalmente nitratos y fosfatos, pero también
otros como el potasio, o, en el caso de las Diatomeas, la sílice, es decir el dióxido de silicio. Cualquiera de
ellos puede ser limitante, p. ej. el agua suele serlo cuando se seca un charco, o en las márgenes resecas de
una laguna en tiempos de sequía, etc., la luz será limitante en aguas muy turbias o si hay un exceso de
algas o de plantas flotantes que, de alguna manera, impidan el acceso de la misma a las partes más pro-
fundas, otro factor limitante muy importante corresponde a los nutrientes minerales.
Se puede definir como carga antropogénica al cambio causado por el hombre en un ecosistema acuá-
tico que excede la medida de la amplitud de las oscilaciones naturales, [7].
Los principales factores de carga antropogénicos que pueden perjudicar el estado de un río son, [7]:
cargas materiales:
1. materia orgánica fácilmente degradable, p. ej. de efluentes domiciliarios y de ciertas industrias,
sobre todo las relacionadas con la alimentación;
2. materia orgánica difícilmente degradable, p. ej. de efluentes ciertas industrias y de plantas de tra-
tamiento comunales;
3. nutrientes para las plantas, principalmente nitratos y fosfatos p. ej. de los líquidos cloacales y de
la actividad agropecuaria,
4. metales pesados, p. ej. procedentes de efluentes industriales,
5. sales, p. ej. de efluentes industriales, contaminantes atmosféricos que acidifican el agua, como el
ácido sulfúrico y el ácido nítrico,
6. contaminantes orgánicos tóxicos, como plaguicidas y productos químicos industriales,
7. erosión y lixiviación de suelos;
cargas o perjuicios no materiales:
1. calor perdido, por ejemplo de centrales térmicas para generación eléctrica,
2. diversas obras civiles, como rectificación de cauces, embalses de distinto tipo, impermeabiliza-
ción del fondo del río o sus riberas (por pavimentación, asfaltado), limpieza y desmalezado regular,
3. perjuicios hidráulicos por toma excesiva de agua por canalizaciones y por centrales hidráulicas en
servicio de punta.
En lo que sigue consideraremos solamente la influencia de la carga con materia orgánica fácilmente
degradable y, eventualmente, nutrientes minerales consecuencia de su degradación.
Sea un río en condiciones naturales, es decir, en general, con una concentración relativamente pequeña
de materia orgánica disuelta o coloidal, por lo tanto con pocas bacterias, abundante oxígeno disuelto, una
cantidad de peces y algas significativa, algo de nitratos y fosfatos, mayor cantidad cuanto mayor sea la eu-
trofia de las aguas y escasísima cantidad de amoníaco, que es muy tóxico para la mayoría de los habitantes
del ecosistema acuático y que se produce naturalmente a partir de materia orgánica por amonificación.

2 Autodep. de un crpo. de agua. 29 III 2016 corr. 4 IX 2016

18. Autodepuración de un cuerpo de agua.
Aclaremos que, según [25], la amonificación es el proceso de conversión del nitrógeno orgánico en
amonio o amoníaco, según el pH, y la pueden realizar la mayoría de las plantas, los animales y los micro-
organismos, por ejemplo en el caso de la urea resulta:

Procuraremos explicar lo que pasaría si en un

punto de ese río descarga una cloaca, como trata-
mos de representar en la figura 1.
Fig. 1.
A medida que avancemos en la explicación iremos dibujando gráficos como los de la figura 2. En ellos
llevaremos en ordenadas la cantidad de individuos por unidad de volumen de agua, por ejemplo el núme-
ro de peces por metro cúbico de agua o la cantidad de microorganismos por centímetro cúbico de líquido,
en el gráfico superior y concentraciones de las diferentes substancias en el agua en el gráfico inferior y en
las abscisas de ambos gráficos la longitud de tramos sucesivos del río, en kilómetros, o su equivalente en
tiempo, expresado en días, ya que si suponemos aproximadamente constante la velocidad del agua, en
kilómetros por día resulta: L [km] = v [km / día] x t [día].

Fig. 2.
Fig. 3.
Además marcaremos el lugar de la descarga del efluente, a la izquierda de ese punto representamos las
condiciones en el agua aún no contaminada y a la derecha los cambios que resultan de la descarga.
En principio supondremos que el líquido volcado aporta fundamentalmente materia orgánica de fácil
degradación biológica, disuelta o en suspensión, y minerales no tóxicos, p. ej. arcillas.
Las bacterias y otros organismos, en particular microorganismos heterótrofos del agua, usarán la mate-
ria orgánica como:
a) fuente de materia, fundamentalmente se reproducirán, es decir se producirá un incremento impor-
tante de la concentración de dichos organismos, y
b) como fuente de energía, empleándola en la respiración, que como sabemos podemos simplificar
mediante: M.O. + O2→ CO2 + H2O + Energía
Como consecuencia, si hay más organismos respirando por unidad de volumen de agua habrá más con-
sumo de oxígeno y su concentración se reducirá rápidamente, como tratamos de representar en la figura 3.
La concentración de materia orgánica tiene un máximo en la zona de mezcla, más o menos enfrente de la
descarga, y aproximadamente en ella también será máxima la cantidad de bacterias y otros microorganis-
mos, luego, a medida que el agua se aleja de la descarga va disminuyendo la concentración de materia
orgánica, como consecuencia de su degradación por los seres vivos mencionados, pero como el factor
limitante para éstos en aguas con suficientes nutrientes minerales suele ser, precisamente, la materia
orgánica, al disminuir la concentración de ésta irá reduciéndose la cantidad de aquellos por unidad de
volumen de líquido, y con ello irá disminuyendo el consumo de oxígeno y aumentará su concentración, al
ser aportado por la atmósfera, ya que el grado de saturación será muy inferior a uno. Es lo que tratamos de
representar en la figura 4.
Cada especie de peces y de otros seres vivos aeróbicos requiere una concentración mínima de oxíge-
no, que depende, entre otras variables, del estadio en la vida del individuo y de la temperatura del agua.
Algo similar ocurre con las algas y plantas, aunque, en general, son más tolerantes a concentraciones me-
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 19.

nores de oxígeno, pero para ellas se suma el efecto de la turbiedad del agua que reduce la luz que les llega
y, así, afecta la fotosíntesis.

Fig. 4. Fig. 5
La turbiedad aumenta por diferentes causas, por una parte, porque los líquidos vertidos mediante una
cloaca, de por sí suelen arrastrar muchos sólidos, orgánicos e inorgánicos, en suspensión; por otra debido
la gran concentración de microorganismos.
En forma genérica tomemos una cierta concentración mínima de oxígeno, debajo de la cual no es po-
sible la vida de los peces, que representarían a la fauna de agua dulce, y otra, algo menor, como límite
para las algas. Tal como lo representamos en la figura 5, pasados estos límites desaparecerán ambos gru-
pos de seres vivos. Notemos que al desaparecer las algas el único aporte de oxígeno será el que provenga
de la atmósfera y este aporte será tanto mayor cuanto menor sea la concentración de dicho gas en el agua.
Como dijimos, al alejarse el
agua de la descarga, lentamente
se irá recuperando la concentra-
ción de oxígeno, nuevamente
llegará a los límites que toleran
las algas, al reaparecer éstas
contribuirán aportando oxígeno
por fotosíntesis durante las horas
de luz. Más adelante, volverán
los peces y otros animales, res-
tableciéndose las respectivas
poblaciones, como procuramos
representar en la figura 6.
El incremento de la cantidad
de algas, más allá de la existente
antes de la descarga, y el conse-
cuente aumento en la concentra-
Fig. 6. ción de oxígeno, superando los va
lores iniciales, se explican por el aumento en la concentración de nutrientes resultante de la descomposición
de lo efluentes vertidos, como veremos a continuación.
Hasta aquí tratamos de la materia orgánica como un todo y del oxígeno, pero existen muchos otras
substancias de gran interés para el equilibrio del cuerpo de agua, p. ej. los nutrientes minerales, es decir
los nitratos (NO31-), los fosfatos (PO4 3-), el potasio (K+), etc.
Los efluentes cloacales y muchos líquidos industriales, p. ej. los provenientes de mataderos, contienen
cantidades apreciables de compuestos orgánicos nitrogenados, v. gr. proteínas, que al descomponerse
liberan amoníaco (NH3), y también substancias capaces de liberar iones fosfato (PO4 3-), como los ácidos
nucleicos o los fosfatos de adenosina, veamos con algún detalle qué sucede con los compuestos del nitrógeno.
Recordemos que, p. ej., las bacterias cianofíceas en el agua son capaces de fijar nitrógeno, además en
los suelos hay microorganismos que, aisladamente o asociados con plantas, también fijan nitrógeno, así
aparecen naturalmente compuestos orgánicos nitrogenados. De la degradación posterior de estos com-
20. Autodepuración de un cuerpo de agua.
puestos resulta, entre otros, amoníaco que es tomado, en medios aeróbicos, por bacterias nitrificantes para
transformarlo en nitratos. Así resulta que en aguas naturales aparece una cierta concentración de nitratos,
fundamentales como nutrientes minerales para algas, plantas y bacterias.
Como consecuencia de volcar los líquidos cloacales en el río habrá, entonces, un incremento muy
grande de la concentración de amoníaco, proveniente de la metabolización de proteínas y otros compues-
tos nitrogenados.
Por otra parte, en medios anaeróbicos existen bacterias heterótrofas que usan el nitrógeno de los nitra-
tos como aceptor de electrones, reduciéndolo a nitrógeno gaseoso o a amoníaco, para oxidar materia
orgánica y obtener la energía metabólica que necesitan, [25]. Entonces en la zona anaeróbica, que sigue a
la descarga habrá una disminución en la concentración de nitratos, más estrictamente se dice que esa con-
dición es anóxica, pues si bien no hay oxígeno disuelto hay iones como nitrato y sulfato capaces de redu-
cirse y actuar como oxidantes inorgánicos, [26].
A medida que se recupera la calidad del agua, aguas bajo de la descarga, reaparecen las condiciones
aeróbicas que permiten la existencia de bacterias nitrificantes, que irán transformando el amoníaco en
nitritos y, prácticamente en forma simultánea, los nitritos en nitratos. Como la concentración de amoníaco
supera a la existente en las aguas limpias también será superior la concentración de nitratos con respecto a
la que había originalmente. Dado que éstos son nutrientes para las algas y plantas, la cantidad de éstas
superará a la que había inicialmente, pudiendo llegarse a un crecimiento desmedido de las mismas; las
que ocupan posiciones superiores en la columna de agua harán sombra a las ubicadas más abajo, con lo
que la fotosíntesis de estas últimas se verá resentida y, muy probablemente morirán, al efecto de la som-
bra se suma el descenso en la concentración de oxígeno, y su eventual anulación; constituyéndose así las
algas muertas en una importante carga de materia orgánica a degradar, sobre todo en las partes más pro-
fundas del cuerpo de agua, y pueden volver a aparecer procesos similares a los descriptos como conse-
cuencia de volcar los líquidos cloacales. Además, el cauce se va llenando de sedimentos y con el tiempo
se puede cegar totalmente, p. ej. en el caso de lagos se convierten en lagunas, éstas en pantanos y, final-
mente en una pradera o un bosque, de acuerdo con las condiciones locales.
En la fig. 7 tratamos de resumir lo di-
cho, podemos ver el incremento de la
concentración de amoníaco, inmediata-
mente aguas abajo de la descarga, su
transformación en nitratos lleva a un au-
mento en la concentración de éstos, que
tomados por las algas implican un creci-
miento de las mismas por encima de lo
que había inicialmente en el río con aguas
Fig. 7
limpias, como tratamos de reflejar en la
figura 6, las ondulaciones en la cantidad de algas y en la concentración de oxígeno que siguen se originan
en la muerte del exceso de algas, su degradación y repetición de lo sucedido, aunque seguramente cada vez
en escala menor.
No olvidemos que en zonas anaeróbicas los nitratos se transforman biológicamente en nitrógeno ga-
seoso que se libera a la atmósfera, otros nutrientes van quedando retenidos en los sedimentos, etc. Así,
más o menos lentamente se vuelve a las condiciones existentes antes de volcar los efluentes.
Debemos notar que estas curvas varían notablemente según la hora del día y el estado del tiempo. Por
ejemplo al mediodía de un día soleado habrá mucha fotosíntesis y la concentración de oxígeno será simi-
lar a lo mostrado, incluso con pérdidas de oxígeno a la atmósfera si su concentración en el agua supera a
la de saturación; en cambio de noche no habrá fotosíntesis, y habrá un descenso generalizado de la con-
centración de oxígeno, pudiendo tornarse anaeróbicas partes del río que antes no lo eran, disminuyendo la
profundidad de la zona aeróbica, etc. Ésta suele ser la razón de la mortandad masiva de peces cuyos cadá-
veres aparecen acumulados en las playas, muchas veces en madrugadas cálidas de verano.
Entonces resulta que las condiciones del río van cambiando paulatinamente, desde aguas no contami-
nadas, a aguas extremadamente contaminadas, seguidas de una lenta recuperación de la calidad del agua y
retorno a condiciones similares a las originales; es decir se genera una sucesión de zonas con característi-
cas físicas, químicas y biológicas propias, que se reflejaran en las comunidades que habitan cada tramo
del cuerpo de agua.
En lo que se refiere a los seres vivos podríamos sintetizar, a partir de [6]:
1) una zona de agua limpia , anterior al vuelco, no contaminada en la que el ciclo vital es razonable-
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 21.

mente estable, la variedad de especies es grande y los organismos están adaptados a las condiciones
físicas y químicas medias del cuerpo de agua;
2) la descarga del efluente , que supondremos arrastra materia orgánica fácilmente biodegradable y no
tóxica, es seguida inmediatamente por una zona de mezcla, más o menos corta; a continuación
3) la zona de degradación, en la que se producen la disminución paulatina de la concentración de oxí-
geno disuelto, el aumento de turbiedad, etc., que harán desaparecer a los individuos sensibles a esas
variables, p. ej. los aeróbicos estrictos más vulnerables por la merma de oxígeno disuelto, las algas
por falta de luz y, eventualmente, de oxígeno disuelto en la concentración necesaria, etc. Con lo que
generalmente primarán aquellos seres vivos adaptados a las nuevas condiciones, muchas veces ana-
eróbicas, p. ej. los saprófitos que se alimentan principalmente de materia orgánica muerta. Así resul-
tará que se reduce el número de especies y aumenta al número de los individuos que las componen,
es decir disminuye la diversidad biológica; siguiendo
4) la zona de descomposición activa, la concentración de oxígeno disuelto en el agua puede anularse en
gran parte de la columna de agua, o aún en toda ella; los seres vivos aeróbicos que aún resistían a las
condiciones del medio terminan muriendo, con los que aumenta aún más la cantidad de materia
orgánica en descomposición, los organismos presentes serán anaeróbicos o facultativos viviendo
como anaeróbicos. Notemos que al ser mínima, o aún nula, la concentración de oxígeno en el agua,
será máxima la absorción de dicho gas desde la atmósfera, pero es tal la cantidad de microorganis-
mos y su actividad, que dicha concentración de oxígeno disminuye rápidamente con la profundidad y
gran parte de la columna de agua es anaeróbica, fundamentalmente sus porciones más profundas y el
sedimento del fondo. El número de especies llega a un mínimo y el de los individuos que las compo-
nen se hace máximo; o sea la diversidad biológica decrece a un mínimo.
Pero, a medida que el agua del río se aleja del punto de vuelco, va disminuyendo la concentración
de materia orgánica en el agua e incluso en los sedimentos del fondo, gracias a su degradación por
los microorganismos. Así, lentamente, llegamos a la etapa siguiente; o sea a la
5) recuperación, en la que la disminución de la turbiedad y el aumento de la concentración de oxígeno
debido a la reducción de su consumo, sobre todo en las capas superiores de agua, permite la aparición
de algas, que mediante fotosíntesis contribuyen al aporte de oxígeno. El incremento de la concentra-
ción de nutrientes minerales resultantes de la descomposición de la materia orgánica en las etapas an-
teriores, producirá un aumento significativo en la cantidad de algas y plantas superiores, que de día
respiran, consumiendo oxígeno, pero fotosintetizan, aportando, normalmente, más oxígeno que el que
consumen; pero de noche no aportan oxígeno, mas lo consumen para su respiración , con lo que dis-
minuirá su concentración, pudiendo agotarse, sobre todo a la madrugada. En otras palabras, a lo largo
del día habrá grandes fluctuaciones en la concentración de oxígeno disuelto en el agua.
Además, en esta etapa reaparece la fauna de aguas limpias, al principio tímidamente, al final fran-
camente. Así, lentamente, va creciendo el número de especies que habitan el ecosistema y el número
de individuos distribuidos entre ellas se hace más parejo, más próximo al existente en aguas no con-
taminadas, es decir crece la diversidad biológica. Y, paulatinamente, cuando la producción vuelve a
un nivel normal, regresamos a condiciones similares a las existentes antes del vuelco, es decir se re-
torna a una
6) zona de agua limpia, con una variedad de flora y fauna bien balanceada y la diversidad resultante es
óptima.
En la figura 8 tratamos de resumir los cambios correspondientes en el número de especies, o variedad,
y la cantidad de individuos presentes.

fig. 8. Relación
entre abundancia
y contaminación,
adaptada de [5].
22. Autodepuración de un cuerpo de agua.
En resumen se puede decir, que en la zona donde el oxígeno se transforma en un factor limitante seve-
ro predominan las bacterias y los protozoos, corriente abajo estos grupos se reducen en número y las algas
resultan predominantes, beneficiadas por los nutrientes inorgánicos resultantes de la acción bacteriana,
hasta que a su vez declinan al reducirse la cantidad de los nutrientes. Finalmente se restablecen las condi-
ciones naturales, aumenta el número de especies y ninguna tiende a preponderar sobre las demás, [6].
Llegamos de esta forma a la idea de poder asociar la calidad del agua con los seres vivos que la pue-
blan y, como consecuencia, usar a éstos para evaluar a aquella. Ya en 1.902 Kolkwitz y Marsson publican
su concepto de indicadores biológicos de contaminación del agua y su sistema sapróbico, [6].Su concep-
to se basa precisamente en lo que vimos, a cada zona aguas abajo de un vertido de materia orgánica bio-
degradable le corresponden ciertas condiciones ambientales que se reflejan en las comunidades que las
habitan, llegándose a una purificación gradual del agua, dichos autores llamaron autodepuración biológi-
ca a dicho proceso y reconocieron niveles, grados o zonas diferentes en el mismo, e introdujeron el térmi-
no saprobia para expresar la dependencia de los seres vivos de la descomposición de materia orgánica
como única fuente de alimentos.
En rigor parece haber algún error antiguo de traducción, porque, hasta donde sabemos todos los
heterótrofos tenemos a la materia orgánica como única fuente de alimentos, entendemos que se refieren a
que usan como alimento materia orgánica no aportada por seres que están vivos, es decir que los sapro-
bios no son ni depredadores ni parásitos. Así en el Diccionario, [1], leemos: saprofito, ta. (Del gr. σαπρός,
podrido, y -fito). 1. adj. Biol. Se dice de las plantas y los microorganismos que se alimentan de materias
orgánicas en descomposición.|| 2. adj. Biol. Se dice de este tipo de alimentación.
fito- o -fito, ta. (Del gr. φυτόν). 1. elem. compos. Significa 'planta' o 'vegetal'. Fitografía. Micrófito.
Kolkwitz y Marsson reconocieron cuatro zonas netamente diferenciadas, [6]:
1. una zona polisaprobia en la que, por ausencia de oxígeno, los procesos químicos son fundamen-
talmente reductores, a continuación
2. una zona mesosaprobia en la que los procesos químicos predominantemente reductores de la zo-
na polisaprobia van siendo reemplazados por otros de oxidación y
3. una zona oligosaprobia en la que los procesos químicos son exclusivamente de oxidación, además
definieron
4. una zona katasaprobia, para aguas extremadamente puras, que no se dan habitualmente en luga-
res poblados por el hombre.
A la zona mesosaprobia la dividieron en una mesosaprobia, limitando con la polisaprobia, y otra
mesosaprobia más cercana a la oligosaprobia.
Además agregaron una larga lista de seres vivos asociados a cada una de las zonas.
En la figura 9, hecha a par-
tir de otra del Prof. Hynes,
[6], hemos tratado de resumir
los cambios sufridos por la
calidad del agua y las pobla-
ciones aguas abajo de la des-
carga de efluentes ricos en
materia orgánica, no tóxicos
como hemos tratado de expli-
car, a lo que sumamos las
zonas según el estado de oxi-
dorreducción predominante y
la clasificación de acuerdo a
su grado de “saprobiedad”.

Fig. 9.
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 23.

Observemos que la capacidad de autodepuración de un cuerpo de agua depende de muchos factores,

entre otros de las condiciones de la corriente de agua, el contenido de oxígeno molecular en la misma, su
temperatura, la exposición a la luz, el estado del fondo, p. ej. si es rocoso, arenoso, arcilloso, etc. A su vez
muchas de estas condiciones dependen de la topografía, el clima, las condiciones de la cuenca, etc. El
tiempo que demanda la respuesta del sistema a un cambio externo es diferente según las especies que
consideremos, p. ej. si se elimina una descarga contaminante por materia orgánica biodegradable las bac-
terias y otros organismos unicelulares reaccionan en pocas horas, las larvas de insectos dentro de las se-
manas o meses y las plantas pueden requerir varios años, [15].
Sin querer queriendo, como diría el querido Chavo del 8, hemos llegado al concepto de indicadores
biológicos.
Indicadores biológicos. Introducción.
En un ecosistema se pueden medir variables físicas, químicas, fisicoquímicas y biológicas.
Por ejemplo son netamente físicas la temperatura, sea del agua, del aire o del suelo, la intensidad de la
radiación solar y su variación a lo largo del día, la distribución espectral de la radiación luminosa en un
punto dado, la velocidad del agua de un río o del viento, la profundidad a la que se encuentra la capa freá-
tica, el tamaño de las partículas de un suelo o un sedimento o bien presentes en la atmósfera, etc.
En cambio son químicas las concentraciones de substancias disueltas en el agua, en este sentido son
particularmente importantes los iones hidrógeno, el oxígeno gaseoso, los nutrientes minerales, la materia
orgánica y los tóxicos, sea en aguas superficiales como subterráneas, de lluvia o del suelo; en el caso del
aire pueden interesar la presencia de diferentes gases más o menos tóxicos, radicales, etc.; en el suelo
puede importar la composición química de sus constituyentes naturales, de la atmósfera reinante en el
mismo, etc.
Entre las que podemos llamar fisicoquímicas tiene particular relevancia el potencial hidrógeno, o pH, y
el potencial de óxido reducción del medio.
Por su parte son variables netamente biológicas la diversidad, la distribución espacial y temporal de
especies, las relaciones tróficas entre ellas y sus cambios, tasas de natalidad y mortalidad, presencia o
ausencia de determinadas especies, estado de los individuos, etc.
Todas estas variables que podemos medir en un ecosistema reflejan de alguna manera su estado y en
los ecosistemas naturales en equilibrio presentan un conjunto acotado de valores.
Normalmente la acción humana influye en el ecosistema en el que se lleva a cabo, modificándose los
valores de una o más de dichas variables.
Es más, la complejidad de los fenómenos es tal que una modificación en una variable implica cambios
en otras. Por ejemplo, en el caso de un cuerpo de agua podemos esquematizar:
[materia orgánica] actividad microbiana consumo de oxígeno [O2] y, p. ej.
mortandad en especies sensibles a la [O2].
[O2] cambia la diversidad ,
multiplicación de especies resistentes a la [O2]
o bien:
[sales disueltas] presión osmótica consumo de oxígeno [O2] cambio en los organismos,
eventualmente su muerte alteración en las especies y en las comunidades modificación de la diversidad.
Destaquemos que lo indicado es una gran simplificación.
En resumen podemos decir que las modificaciones físicas o químicas que se introducen en un ecosis-
tema se reflejan en sus habitantes, de allí que, entonces, se puede emplear a éstos para determinar las ca-
racterísticas, o el estado, de un ecosistema en un momento dado.
Surge así la noción de indicador biológico como todo ser vivo que se puede emplear para determinar
la calidad de un medio.
En cambio un índice biológico es un número que resulta de algún algoritmo empleado con el fin de
cuantificar el resultado de aplicar la noción de indicador biológico.
Básicamente se pueden usar a los indicadores biológicos con, al menos, dos objetivos diferentes:
1) para indicar la calidad del medio en sí;
2) para estimar la toxicidad de una substancia o los efectos de un agente físico o un ser vivo.
El medio al que nos referimos en el primer punto puede ser natural, p. ej. un río o una laguna, o artifi-
cial, como el creado en una planta para el tratamiento biológico de efluentes líquidos, [2]. Pero también se
usan indicadores biológicos para indicar la calidad del aire y de los suelos, [27] y [28].
Cuando se usan indicadores biológicos para determinar la calidad de un medio se va al mismo y se es-
tudian los seres vivos que lo habitan, las especies a las que pertenecen, su número, su estado, etc.
24. Autodepuración de un cuerpo de agua.
En cambio cuando se desea estimar la toxicidad de una substancia se selecciona una especie según el
objetivo del estudio, se recogen individuos de la misma y se los reproduce y cría, en general en laborato-
rio, bajo condiciones estrictamente normalizadas, se seleccionan algunos ejemplares, se los expone, tam-
bién en condiciones estrictamente normalizadas y durante un tiempo determinado, al agente a evaluar y se
estudian los efectos que sufren, por ejemplo si son peces, la frecuencia con que mueven sus branquias, si
nadan, incluso si sobreviven o mueren y cuántos lo hacen.
Imaginemos un ejemplo grosero, pero ilustrativo, de un indicador biológico usado para estimar la cali-
dad de un medio. Si vamos a una casa y en su cocina abundan las cucarachas, las moscas y las lauchas
podemos inferir que en la misma hay falta de higiene. O sea estamos usando a las cucarachas, las moscas
y las lauchas como "indicadores biológicos" de la calidad del ambiente en esa cocina.
P. ej., de manera totalmente ideal e inventada podríamos establecer un “patrón” como el que sigue en
la tabla 1.
Medio en el que se encuentra la vivienda
Estado
rural urbano
Nº de cucarachas / m2 0 0
Nº de moscas / m3 Nº <0,1 Nº <0,2 ÓPTIMO
Nº de lauchas / m2 0 0

Nº de cucarachas / m2 0< Nº <0,1 0< Nº <0,2

Nº de moscas / m3 0,1< Nº <0,2 0,2< Nº <0,3 NORMAL
Nº de lauchas / m2 0< Nº <0,1 0

Nº de cucarachas / m2 Nº>0,1 Nº >0,2

Nº de moscas / m3 Nº >0,2 Nº >0,3 SUCIO
Nº de lauchas / m 2 Nº >0,1 Nº >0
Tabla 1.
Es decir, p. ej., consideramos que es óptimo que en el interior una vivienda rural no haya ni lauchas ni
cucarachas pero admitimos hasta 0,1 mosca por metro cúbico de aire, etc.
Si vamos a las cocinas de varias casas y de las respectivas observaciones surgen los valores que damos
en la tabla 2, resultaría que las respectivas cocinas tendrían los estados indicados en la tabla 3.
Casa Nº ubicación Nº de cucarachas / m2 Nº de moscas / m3 Nº de lauchas / m2
1 urbana 0 0,1 0
2 urbana 2 1 0,3
3 rural 0 0,03 0
4 rural 0,5 1 0,15
5 rural 0 0,2 0,5
Tabla 2.
Casa Nº ESTADO
1 óptimo
2 sucio
3 óptimo
4 sucio
5 indeterminado
Tabla 3.
Observemos que el ejemplo de la casa Nº 5 resulta óptimo desde el punto de vista del número de cuca-
rachas, normal desde el de las moscas y sucio según las lauchas, esto indicaría una falencia del sistema,
que podríamos intentar corregir cuantificando el resultado.
P. ej. podríamos asignar un puntaje a cada indicador, supongamos que la existencia de moscas en la
ciudad puede estar más relacionada con el ambiente externo, algo menos la de las cucarachas y muy poco
el de las lauchas, aunque la de estas últimas dependerá mucho del tipo de vivienda, p. ej. muy distinto
será una casa de una sola planta que un departamento en un quinto piso, pero, por simplicidad, no lo ten-
dremos en cuenta. En cambio en un medio rural las lauchas pueden provenir del campo circundante tanto
como de la propia vivienda.
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 25.

Así podríamos dar un puntaje S para asignar el grado de "suciedad" asociado a la aparición de cada in-
dicador:
para las cucarachas Scucarachas = 5, como caso intermedio entre los dos siguientes, relativamente difíci-
les de observar pero, en general, más abundantes que las lauchas,
para las moscas Smoscas = 2, por ser más comunes e ingresan con relativa facilidad al interior de las vi-
viendas,
para las lauchas S = 8, por ser más difíciles de observar.
Y podemos calcular índices parciales
Icucarachas = Scucarachas Nº de cucarachas / m2
Imoscas = Smoscas Nº de moscas / m3
Ilauchas = Slauchas Nº de lauchas / m2
y un índice I total
I = Scucarachas Nº de cucarachas / m2 + Smoscas Nº de moscas / m3+ Slauchas Nº de lauchas / m2
Si aplicamos este criterio a los valores “patrones” de la tabla 1 resultaría la tabla 4:
Medio en el que se encuentra la vivienda
Según el: Estado
rural urbano
Nº de cucarachas / m2 Icucarachas = 0 x 5= 0 Icucarachas 0 x 5= 0
Nº de moscas / m3 Imoscas <0,1 x 2 = 0,2 Imoscas <0,2 x 2 = 0,4 ÓPTIMO
Nº de lauchas / m2 Ilauchas = 0 x 8 =0 I lauchas = 0 x 8= 0

Nº de cucarachas / m2 0 x 5= 0< Icucarachas < 0,1 x 5= 0,5 0 x 5= 0< Icucarachas < 0,2 x 5= 1,0
Nº de moscas / m3 0,1 x 2= 0< Imoscas < 0,2 x 2= 0,4 0,2 x 2= 0,4< Imoscas <0,3 x 2= 0,6 NORMAL
Nº de lauchas / m2 0 x 8= 0< Ilauchas < 0,1 x 8= 0,8 I lauchas = 0 x 8= 0

Nº de cucarachas / m2 Icucarachas >0,1 x 5= 0,5 Icucarachas >0,2 x 5= 1,0

Nº de moscas / m3 Imoscas >0,2 x 2= 0,4 Imoscas >0,3 x 2= 0,6 SUCIO
Nº de lauchas / m2 I lauchas >0,1 x 8= 0,8 I lauchas >0 x 8= 0
Tabla 4.
Si sumamos resultan los valores del índice I total consignados en la tabla 5correspondientes a los “pa-
trones” de la tabla 1:
Medio en el que se encuentra la vivienda
Índice Estado
rural urbano
I < 0,2 < 0,4 ÓPTIMO
I < 1,7 < 1,6 NORMAL
I > 1,7 > 1,6 SUCIO
Tabla 5.
Calculando para los ejemplos que venimos dando resultaría la tabla 6.
Casa Nº ubicación Nº de cucarachas / m2 Nº de moscas / m3 Nº de lauchas / m2 I Eº
1 urbana 0 x 5 = 0,0 0,1 x 2 = 0,2 0 x 8 = 0,0 0,2 Ópt.
2 urbana 2 x 5 = 1,0 1 x 2 = 2,0 0,3 x 8 = 2,4 5,4 Sucio
3 rural 0 x 5 = 0,0 0,03 x 2 = 0,06 0 x 8 = 0,0 0,06 Ópt.
4 rural 0,5 x 5 = 2,5 1 x 2 = 2,0 0,15x 8 = 1,2 5,7 Sucio
5 rural 0 x 5 = 0,0 0,2 x 2 = 0,4 0,5 x 8 = 4,0 4,4 Sucio
Tabla 6.
Hemos creado así un "índice biológico" para estimar el estado de limpieza de una cocina y resolvimos
la indeterminación del estado de la cocina de la casa Nº 5, que pasó de indeterminado a sucio.
Hasta aquí pensamos en indicadores biológicos para determinar el estado de un medio, ahora pensé-
moslos para evaluar la toxicidad de un producto.
Supongamos que hemos adquirido un nuevo desodorante de ambientes y deseamos saber si al inhalar-
lo puede ser tóxico para los seres humanos. Debemos seleccionar un ser vivo que, de alguna manera sirva
de modelo fisiológico de un ser humano, de los mencionados parecerían más adecuadas las lauchas y con
26. Autodepuración de un cuerpo de agua.
ellas trabajaremos, pero la selección del organismo adecuado es muy compleja y debe ser hecha por espe-
cialistas.
Armemos un sistema de seis cámaras, cada una de ellas dispondrá de un adecuado sistema de inyec-
ción de aire limpio al cual se le podrá dosificar, de manera continua, una cantidad exacta y conocida de la
substancia a ensayar, además, un ventilador asegurará la homogeneidad de la atmósfera en la cámara, la
que tendrá medidores de temperatura, humedad, eventualmente presión y concentración en el aire de la
substancia a ensayar; para asegurar la subsistencia de los animales colocaremos los recipientes para co-
mida y agua adecuados, así como los medios para mantener la higiene adecuada.
En la figura 10 hemos tratado de esque-
matizar lo dicho, para hacer un trabajo co-
rrecto deberemos recurrir a bibliografía
específica sobre cría y uso de animales de
laboratorio.

Fig. 10.

Consigamos sesenta lauchas seleccionadas para uso como animales de laboratorio farmacológico,
criémoslas y controlémoslas cuidadosamente, para asegurarnos que estén sanas, y, en forma totalmente
planificada, las agrupamos de a diez, a cada grupo lo colocamos en una de las cámaras antedichas.
Mantengamos a las lauchas en condiciones completamente controladas, p. ej. la temperatura del am-
biente será constante, también estarán reguladas las horas de luz y obscuridad, incluso la intensidad de la
iluminación y, eventualmente, su espectro; el alimento y la bebida a suministrar también estarán regula-
dos, tanto en cantidad como en calidad, etc.
Al aire de entrada a cada una de cinco de las cámaras le suministramos, en forma continua y controla-
da, una cierta cantidad del desodorante, cumpliendo dos condiciones: 1) la concentración dada del mismo
en el aire de cada cámara será constante durante todo el tiempo que dure el ensayo y 2) la concentración
del desodorante en el aire variará de una cámara a otra según una ley que fijaremos, p. ej. será el doble.
Con la sexta cámara repetiremos todo lo hecho con las otras cinco excepto que a ella sólo inyectare-
mos aire limpio, es decir sin el desodorante. Nos servirá de testigo o blanco, o sea que la única diferencia
con las otras cámaras es que en ella se anula la variable a medir y si una proporción importante, fijada de
antemano, de las lauchas que la habitan mueren o sufren un efecto considerado negativo, todo el experi-
mento queda sin efecto, ya que podremos atribuir esas consecuencias a cualquier causa, p. ej. lauchas
enfermas, alimento o bebida inadecuados, etc. y no al desodorante.
Pasado un tiempo dado, por ejemplo tres días, estudiamos cuidadosamente el comportamiento de todas
las lauchas; como dijimos, si las diez que sirven de testigo gozan de buena salud podemos suponer que
cualquier cambio que sufran las restantes se deben a la variable introducida, es decir, el desodorante, en
caso contrario habría que repetir todo el trabajo pues o bien las lauchas estaban enfermas o hubo otra
perturbación que afectó a los animales, independiente de la substancia cuya toxicidad deseamos evaluar.
Podríamos resumir lo observado en los valores indicados en la tabla 7.
Grupo Nº Concentración del desodorante en el aire [ml/m3] Estado al final de los 3 días:
1 400 10 muertas
2 200 8 muertas, 2 paralizadas
3 100 5 muertas, 4 paralizadas
4 50 2 muertas, 2 paralizadas
5 22,5 todas vivas, ninguna paralizada
testigo 0 todas vivas y saludables
Tabla 7.
Como vemos el experimento es válido, pues todas las lauchas del grupo testigo están vivas y saluda-
bles. Pero el desodorante habría resultado tóxico para las lauchas y una concentración de 100 mililitros
del mismo por metro cúbico de aire mató a la mitad de las lauchas del grupo respectivo, sería lo que se
llama "concentración letal media" o CL50, también se pueden evaluar otras concentraciones letales, por
ejemplo la concentración que mata al 20 % de los animales en experimentación, ó CL20, que en el ejem-
plo sería 50 ml/m3, etc.
También se pueden medir concentraciones que produzcan un efecto determinado, diferente de la muerte,
sobre un porcentaje también fijado de los animales en experimentación, p. ej. aquellas que paralicen al 50 %
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 27.

de las lauchas del grupo respectivo, en el ejemplo la concentración que produce el efecto sobre el 50 % de
3
los animales del grupo correspondiente sería 100 ml/m < CE50 < 200 ml/m3. Si se desea un valor más ajus-
tado habría que repetir el ensayo con concentraciones en ese intervalo, p. ej. 200, 150, 125, 100 [ml/m3].
Hablamos de concentraciones, pues nos referimos a cuánto tóxico hay en el medio considerado, o sea
el aire, y no de dosis, o sea a cuánto ingresó al individuo.
La concentración de una substancia en un fluido, p.ej. en el agua o el aire, se expresa como masa de
la substancia por unidad de volumen del fluido, en nuestro medio cultural muy rara vez se expresa por
unidad de masa del fluido.
Para determinar las dosis absorbidas habría que analizar a los animales y medir la concentración de la
substancia que se está estudiando, o de sus metabolitos, en los tejidos o en los humores del animalito de
experimentación, ya sea en su conjunto o en un órgano en particular. La dosis normalmente se expresa en
masa de tóxico por unidad de masa de individuo, incluso de órgano dentro del individuo; puede ser masa
seca o masa viva del organismo.
Hemos así usado indicadores biológicos con cada uno de los dos objetivos propuestos, podemos resu-
mir resaltando que:
1) cuando usamos un indicador biológico para evaluar la calidad de un medio vamos a ese me-
dio, lo observamos a él y a sus habitantes, eventualmente sacamos una muestra representativa de los
mismos y, de alguna manera adecuada, los estudiamos y comparamos con un patrón que nos permita
cuantificar la calidad del medio; en cambio
2) cuando lo empleamos para evaluar la toxicidad de una substancia seleccionamos seres vivos
adecuados, representativos, los criamos y cuidamos de manera que asegure su perfecta salud, luego
creamos un ambiente totalmente artificial, completamente controlado, y sometemos a los individuos a
la substancia a ensayar, haciéndolo de forma totalmente regulada; al final de un tiempo especificado
evaluamos el estado de los individuos y, de alguna manera, cuantificamos los resultados.
Las principales ventajas de los indicadores biológicos cuando son usados para evaluar la calidad del
medio son:
1) el estado de los seres vivos en un ecosistema es la consecuencia de la acción conjunta de las varia-
bles que podemos medir en un ambiente dado, podemos decir que "integran información", así por un lado
los valores independientes de variables aisladas pueden ser más o menos tolerables, pero en su conjunto
resultar dañinas para algunos seres vivos integrantes de la comunidad, que resulta perjudicada de alguna
manera evidente.
Veamos un ejemplo grosero pero claro, a un Señor X lo abandona su Señora, en fin, se resigna, co-
mentándolo con sus compañeros de trabajo y el resto de su familia; a otro Señor Y lo despiden del empleo
y no encuentra trabajo, sobrelleva el problema tolerablemente con el apoyo de su familia; entran ladrones
a la casa de un tercer Señor Z y lo desvalijan, con el apoyo de su familia y el aliento de sus compañeros
de trabajo supera la situación. Pero si a un pobre Señor W lo abandona la Señora, lo echan del trabajo y lo
asaltan, todo en un plazo de dos días, lo más probable es que sufra una enfermedad más o menos grave y
lo exteriorizará en su apariencia y con sus reacciones;
2) el estado de un ecosistema en un momento dado es el resultado de toda su historia anterior, lo mis-
mo sucede con un individuo; si en un momento dado aparece una perturbación ambiental más o menos
grave los individuos en particular y el ecosistema en su conjunto sufren cambios y tardan cierto tiempo en
volver a sus condiciones originales, si es que vuelven; si observamos al ecosistema, o sus integrantes
vivos, durante algún momento dentro de ese tiempo podremos indicar que algo pasó, tal vez no sabremos
decir exactamente qué sucedió pero sí que sucedió algo; en este sentido podemos afirmar que los indica-
dores biológicos "tienen memoria".
Consideremos dos ejemplos: 1) si nos quemamos un dedo tocando una pava con agua hirviendo, du-
rante varios días tendremos una ampolla, luego una herida y una cicatriz, más o menos duradera según el
grado de la lesión. Si alguien nos ve notará que nos hemos quemado, más allá que no podrá decir con qué
ni exactamente cuándo, pero si es médico podrá estimar el tiempo transcurrido desde el accidente y la
magnitud de la lesión original. 2) Una persona descuidada arrojó a un arroyo 200 litros de un ácido fuerte,
si vamos a los dos o tres días seguramente el p H del agua será el normal para ese sitio pero observaremos
las plantas quemadas, los peces muertos, etc., podremos afirmar que algo pasó, probablemente ignoremos
qué exactamente pero sí podremos fijar el lugar en donde se originó el problema, tal vez un estudio muy
detallado permita más precisiones, p. ej. analizando muestras de sedimentos o el tejido de los animales y
plantas muertos.
Esta propiedad de los indicadores biológicos resulta muy importante para las autoridades, pues les
permite detectar delitos ambientales, incluso después que sus causas han cesado, así en el segundo de los
28. Autodepuración de un cuerpo de agua.
ejemplos anteriores, las plantas y los animales muertos permanecerán un tiempo más o menos largo, aún
cuando el ácido que los mató ya no esté presente en el agua del arroyo.
Como consecuencia de su capacidad de "integrar información" y "tener memoria" los indicadores bio-
lógicos evaluados en un momento dado pueden reflejar la historia de un cuerpo de agua durante un lapso
más o menos prolongado, así, comparando su variación periódicamente, se pueden estimar las consecuen-
cias de la política ambiental aplicada a un medio dado. Si los indicadores biológicos, y los índices calcu-
lados a partir de los mismos, muestran cambios favorables, la política habrá sido correcta, en caso contra-
rio habrá que cambiarla;
3) una vez establecido un conjunto de indicadores biológicos en un medio dado, su uso rutinario suele
ser más barato que la evaluación química o toxicológica de contaminantes, [13];
4) los indicadores biológicos reflejan lo que normalmente se busca al conservar la calidad de un me-
dio: que tanto cada individuo como el ecosistema en su conjunto estén en buenas condiciones. Poco im-
portan los valores individuales de los diferentes parámetros físicos y químicos si el medio está alterado y,
con él, sus habitantes.
Además, el estado de las comunidades biológicas resulta de mayor interés y más compresible para el
público en general, [13].
Entre las principales desventajas de los indicadores biológicos cuando son usados para determinar la
calidad de un medio tenemos:
1) su adopción requiere estudios muy completos y complejos, tanto del medio como de los seres vivos
que lo habitan, se debe evaluar cuál es el estado natural de un medio, cuáles son sus habitantes normales y
qué variaciones aparecen en éstos como consecuencia de cambios en aquél;
2) normalmente son locales, en el sentido que si bien conceptualmente su uso puede generalizarse, los
habitantes de un ecosistema suelen ser propios del mismo y no de otros, sobre todo distantes del primero.
Por ejemplo si se ha desarrollado un índice de calidad del agua del río Paraná usando peces, seguramente
se emplearon especies locales, tales como el patí, el surubí o el sábalo; si deseamos usarlo tal cual en el
río Limay no vamos a poder hacerlo, por no estar presentes dichos peces, habrá que desarrollar uno nuevo
con peces propios de ese río;
3) el pasaje del uso de indicadores al de índices biológicos, es decir su cuantificación, no es sencilla,
es difícil asignar valores a las distintas variables y encontrar un algoritmo adecuado para calcular el índi-
ce, como pudimos notarlo en nuestro ejemplo de las cucarachas, las moscas y las lauchas para estimar el
grado de limpieza en una cocina. Por ejemplo ¿por qué se asignó un valor 5 a las cucarachas? ¿por qué se
calculó el índice total como suma de los índices parciales y no de otra forma? etc. Una vez fijados los
valores de partida y establecido el algoritmo, el cálculo en sí resulta más o menos fácil.
Las principales ventajas de los indicadores biológicos cuando son usados para evaluar la toxicidad de
una substancia son, [13]:
1) son técnicas relativamente sencillas que complementan la investigación química permitiendo de-
tectar la presencia y la acción letal de ciertas substancias tóxicas,
2) son particularmente útiles:
a) si las substancias tóxicas se encuentran en concentraciones bajas,
b) cuando un líquido contienen compuestos que interfieren en las técnicas analíticas habituales,
c) cuando se sospecha que un líquido contiene substancias desconocidas,
d) cuando en el líquido hay simultáneamente substancias cuyos efectos tóxicos se potencian
mutuamente,
e) cuando se buscan los efectos de determinadas substancias sobre cierto nivel trófico o sobre
el ecosistema en su conjunto, etc.
Pasemos ahora a considerar algunos indicadores reales. Para ello veamos dos usados para estimar la
calidad de un medio líquido y tres para estimar la toxicidad de una substancia.
Para estimar las condiciones calidad de un medio líquido estudiaremos a los saprobios y a las bacte-
rias coliformes; en rigor, la demanda bioquímica de oxígeno es un indicador biológico de calidad de un
líquido, pero como tradicionalmente se la consideró un parámetro más entre los físicos y los químicos la
estudiaremos junto con ellos.
Como ejemplos del uso de indicadores biológicos para estimar la toxicidad de una substancia veremos
el ensayo con dafnias, con peces y con bacterias luminiscentes.
Indicadores saprobios.
La clasificación por saprobios se basa en la presencia o ausencia de determinadas especies más o menos
tolerantes a la contaminación por materia orgánica fácilmente degradable, como podría ser la arrastrada por
los líquidos cloacales o de la industria de fabricación de alimentos; dan una idea integradora de la calidad
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 29.

del agua durante un tiempo relativamente largo, pero no proporcionan información sobre contaminantes
específicos ni sus concentraciones, que requieren análisis, en general químicos, específicos, [51] y [20].
Además de las especies presentes y la frecuencia de aparición de los organismos se deben tener en
cuenta otros factores, como el estado del fondo, la presencia de manchas negras debajo de las piedras y en
el fango depositado, la existencia de alfombras de bacterias, la turbiedad y la coloración del agua, el even-
tual desprendimiento de olores, etc., [7] y [15].
Ya vimos cómo varían las condiciones en el agua de un río en zonas sucesivas corriente abajo de una
descarga de líquidos cargados con materia orgánica biodegradable, desde la que aún no ha sido contami-
nada, pasando a la de calidad muy deteriorada, hasta aquella en que se han restablecido estados semejan-
tes a los iniciales. Y mencionamos los trabajos de Kolkwitz y Marsson publicados 1.902 en los que reco-
nocieron dichas zonas, las nombraron según su grado de contaminación polisaprobia, mesosaprobia,
oligosaprobia y katasaprobia, y les asignaros seres vivos característicos, posteriormente subdividieron la
zona mesosaprobia en dos, una mesosaprobia, la más próxima a la polisaprobia, y otra mesosaprobia la
inmediata a la oligosaprobia.
En trabajos posteriores, el Prof.Liebman les asignó una “clase de calidad de aguas” a cada zona y pro-
puso los colores con los que se las debía pintar en los mapas, desde la clase I, que asignó a la oligosapro-
bia y la pinta con azul, hasta la IV, pintada de rojo, a la polisaprobia, adjuntando tablas con los principales
organismos indicadores de las comunidades típicas de cada zona, en [6]. Así resulta la tabla 8.
Clase de calidad de agua Grado de contaminación Color con que se pintan los ríos en los mapas
I la más limpia azul
II verde
III amarillo
IV la más contaminada rojo
Tabla 8.
En 1.955 Pantle y Buck , en [6], propusieron el "índice de saprobios" que se calcula con la fórmula:
s. h
S
h
donde s indica cuán saprobia es una especie o su “grado de saprobiedad”, conforme con las listas del Prof.
Liebmann, según la siguiente tabla 9:
organismos : s:
oligosaprobios 1
- mesosaprobios 2
- mesosaprobios 3
polisaprobios 4
Tabla 9.
ý h depende de la frecuencia con la que se encontró cada especie, dicha frecuencia se estima, no se calcu-
la, y h se determina según la siguiente tabla 10:
especies encontradas sólo por casualidad: h=1
especies que aparecen frecuentemente: h=3
especies que aparecen en abundancia: h=5
Tabla 10.
El índice S de saprobios se puede correlacionar con el grado de contaminación de los cuerpos de agua
lóticos según la siguiente tabla 11, [14], que ampliamos en el ANEXO I.
Clase de cali- Color en el Índice de Grado de carga orgánica, "saprobiedad" ó escalón sapro-
dad de aguas mapa saprobios bio.
I azul 1,0 < S< 1,5 desde no cargado hasta muy poco cargado(oligosaprobio)
I - II celeste 1,5 < S < 1,8 poco cargado (oligosaprobio con rasgos - mesosaprobios)
II verde 1,8 < S < 2,3 moderadamente cargado ( - mesosaprobio equilibrado)
II - III verde claro 2,3 < S < 2,7 críticamente cargado (escalón límite - mesosaprobio)
III amarillo 2,7 < S < 3,2 fuertemente ensuciado (marcadamente mesosaprobio)
muy fuertemente ensuciado (polisaprobio con rasgos -
III - IV anaranjado 3,2 < S < 3,5
mesosaprobios)
IV rojo 3,5 < S < 4,0 excesivamente ensuciado (polisaprobio)
Tabla 11. Calidad del agua, cuerpos lóticos según su “saprobiedad”.
30. Autodepuración de un cuerpo de agua.
El índice de saprobios se usa para determinar el estado “sapróbico” de ríos en Alemania, Austria, Croa-
cia, Eslovenia, República Checa, y Rumania y está normalizado en Alemania (Norma DIN DIN 38410-1),
en Austria (Norma ÖNORM M6232) y en la República Checa (Normas CSN 757716 y 757221st), [22].
En Alemania se tomó como objetivo político que los cuerpos de agua lóticos alcanzaran la clase II de ca-
lidad, por considerarse que los nutrientes minerales remanentes en las mismas luego de los procesos natura-
les de autodepuracíon no permitían una calidad mejor, p. ej. la I, [15]. Además el curso inferior de los gran-
des ríos alcanza, en la naturaleza, la clase II y, por lo tanto indicaría en un cuerpo lótico de tierras bajas un
río saludable, [15]. Pero en los arroyos y ríos de alta montaña la clase II mostraría que hay contaminación y
no sería admisible; para resolver el problema se ha propuesto una adaptación del método a esa realidad y a
las nuevas disposiciones de la Comunidad Europea que piden tener en cuenta no sólo cuestiones biológicas,
entre ellas los macroinvertebrados del bentos, sino también el tipo específico de río, para ello se espera mo-
dificar el algoritmo de cálculo del índice de saprobios y, además, crear unas “condiciones sapróbicas de
referencia” y, en base a las mismas, definir cinco “clases sapróbicas de calidad”, [21] y [22].
Tanto en la República Federal de Alemania en su totalidad como en sus diferentes provincias (Länder)
se ha llevado a la práctica el índice de saprobios desde hace muchos años, en 1976 aparece el primer ma-
pa de calidad de aguas de toda la República Federal, pero en Westfalia Renania del Norte ya se trazaron
esos mapas en 1.969, luego se han mantenido los programas de muestreo y análisis de los cuerpos de agua
y periódicamente se publican los mapas resultantes. P. ej. en la dirección de INTERNET
http://www.bmu.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/bio75_90.pdf
encontramos el mapa para la Repúbica Federal, aún no unificada, que podemos comparar con el corres-
pondiente al año 2.000, ya unificada Alemania, que podemos ver en
http://www.bmu.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/biol_karte2000.pdf
en el mapa del año 2.000 se aprecia la predominancia del color verde, que indica la mejora de la calidad
de las aguas desde el punto de los saprobios, que, a su vez, indica el éxito de la política de aguas, al me-
nos en lo que se puede estimar mediante estos indicadores. Estas mejoras son fruto de la exigencia legal
del tratamiento de efluentes, del reemplazo de materiales por otros menos contaminantes, p. ej. prohibi-
ción del uso de compuestos del fósforo en los detergentes, etc. pero también, de su estricto cumplimiento,
so pena de sanciones muy severas.
De alguna manera resuelto el problema de la contaminación por materia orgánica fácilmente biode-
gradable adquieren relevancia otros problemas de contaminación del agua: contaminación por nutrientes
minerales que determina el grado de eutrofia de los cuerpos de agua, acidificación del agua, salificación
principalmente por cloruros y sulfatos, las consecuencias de obras de Ingeniería civil, como rectificación
de cauces, entubamientos, impermeabilización de fondos y riberas, etc., [20]. Notemos que la aptitud del
agua para recreación, p. ej. bañarse en ella, no tiene que ver con la calidad de la misma según lo que es-
tamos tratando sino con sus características higiénicas, [15], que, como veremos se miden con otros pará-
metros, entre ellos el recuento de bacterias coliformes fecales que trataremos más adelante.
Acidificación, [20].
Es un problema en arroyos con poca capacidad amortiguadora ante el descenso del pH o en lagos cuyos
fondos rocosos son de materiales silíceos pobres en bases, p. ej. granito o gneis, o arenas silíceas. Como
fuentes de los ácidos tenemos aquellos originados en la contaminación atmosférica, o en los suelos, por
humificación de la hojarasca de abetos o por “escardado” de coníferas. La acidificación del agua resulta
en profundas modificaciones de las comunidades biológicas que la pueblan, desaparición de refugios y de
especies de peces, aún de interés económico. En casos de valores del p H muy bajos las rocas liberan iones
metálicos dañinos, p. ej. de aluminio, plomo, manganeso, níquel y zinc.
Clase Características de las aguas
aguas nunca ácidas: ordinariamente el valor del p H está claramente por encima de 6,5, las más de
1.
las veces a aproximadamente 7; los mínimos regularmente no sobrepasan el valor 6,0.
puede haber episodios de aguas débilmente ácidas. Los valores de p H son similares a los del tipo
2
1.,pero puede haber raros descensos debajo de 6,0 los que, sin embargo, en general no bajan de 5,5.
aguas periódicamente ácidas (estado crítico de acidez, daños ecológicos evidentes), los valores
de pH yacen normalmente por debajo de 6,5, los mínimos del valor de pH con más frecuencia
3.
debajo de 5,5. En afluencia más baja (básico) los valores pueden permanecer en torno a la neutra-
lidad por más tiempo, por ejemplo en los períodos de estiaje del verano y el otoño.
aguas permanentemente ácidas (daños ecológicos fuertes), el medio es ácido todo el año, en ge-
4 neral los valores de pH permanecen debajo de 5,5. Los mínimos caen debajo de 5, a menudo
hasta 4,3 durante la fusión de la nieve o por lluvias fuertes.
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 31.

Tabla 12 Clases del estado de acidez de las aguas, [20].

Se emplean macroinvertebrados como indicadores de la acidificación y se los clasifica según su resis-
tencia a la acidez del medio en cinco grupos o clases desde los más sensibles, que sólo viven en aguas que
nunca son ácidas, hasta los resistentes que prosperan en arroyos ácidos, ante la falta de competidores.
Grado de eutrofia.
El grado de eutrofia, o más precisamente de “trofía” del agua es la intensidad de la producción de
autótrofos fotosintetizadores, o sea de la producción primaria, en el cuerpo de agua, [15] y [20].
Tomamos el término “trofía” a partir de trabajos alemanes, p. ej. [16] y [20], en castellano el elemento
compositivo –trofia significa “alimentación”, de allí distrofia, hipertrofia, etc., [23]. Entre los nutrientes
minerales el más importante para determinar el grado de “trofía” suele ser el contenido total de fósforo,
porque generalmente es el factor limitante, [16] y [20].
El grado de trofía se puede estimar a partir del estudio del fitoplancton, del fitobentos, de las macrófitas,
de la clorofila a y otros pigmentos y de la profundidad del disco de Secchi u otra medida similar de la pene-
tración luminosa o profundidad de la visibilidad, [16]. En el Anexo II incluimos una tabla en la que resu-
mimos la clasificación de los estados de trofía y sus consecuencias para cuerpos de agua lenticos y lóticos.
Se debe destacar que a causa de las diferentes características de valoración no se puede dar una con-
cordancia total de las calidades de agua en ríos y en lagos indicados en los mapas con el mismo color.
Ensayos para medir la toxicidad.
Entre otros significados, la palabra "disolución", además del de acción y efecto de disolver o disolver-
se, tiene el de mezcla que resulta de disolver cualquier substancia en un líquido, [1], siendo "disolver"
desunir, separar las partículas o moléculas de un cuerpo sólido o espeso, por medio de un líquido con el
cual se incorporan, [1]. Observemos que también se suele hablar de "solución" con el mismo significado,
lo que vale en tanto según el Diccionario "solución" es acción y efecto de disolver, pero también acción y
efecto de resolver una duda o dificultad, es decir según la 4ª acepción del verbo "disolver": resolver, dar
solución, [1].
Según el Diccionario [1] por "concentración" se entiende la acción y efecto de concentrar, y por "con-
centrar" a reunir en un centro o punto lo que estaba separado,...,|| 3. Quím. Aumentar la proporción entre
la materia disuelta y el líquido de una disolución.
No obstante, en lo que sigue entenderemos por "concentración" de una substancia en una disolución a
la proporción de la primera en la segunda y la expresaremos, generalmente, como masa sobre volumen, o
volumen sobre volumen. P. ej. miligramo de substancia disuelta por litro de disolución. Se puede medir,
entonces, la concentración de una substancia en el medio en el que vive un ser o con el que entra en con-
tacto, p. ej. en el aire que respiramos o en el agua que bebemos, pero también en los tejidos del ser vivo.
Por ejemplo centímetros cúbicos de monóxido de carbono por metro cúbico de aire [cm3 /m3], o micro-
gramos de mercurio por gramo del tejido del hígado [ g/g].
Por otra parte "dosis" significa, en su primera acepción, toma de medicamento que se da al enfermo
cada vez, [1]. "Toma" es la acción de tomar o recibir una cosa, ...||3. Porción de una cosa que, que se coge
o recibe de una vez. Una TOMA de quinia. "Tomar" coger o asir con la mano una cosa. ||2.Coger, aunque
no sea con la mano: TOMAR tinta con la pluma; TOMAR agua de la fuente, pero en su 6ª acepción signifi-
ca comer o beber. TOMAR un desayuno, el chocolate, [1].
De donde por "dosis" entenderemos la cantidad de una substancia que ingresa, por cualquier vía que
sea, al organismo de un ser vivo, generalmente se mide como masa de substancia ingresada por unidad de
masa del organismo, pudiendo expresarse ésta como masa viva o masa seca, es decir del ser vivo como tal
o bien su materia secada a estufa hasta masa constante, normalmente también se habla de peso seco, peso
húmedo, etc. Además se definen en el Diccionario:
letal. (Del lat. letālis, de muerte).1. adj. mortífero, capaz de ocasionar la muerte. Ú. m. en poesía. [1].
mortífero, ra. (Del lat. mortifĕrus, de mors, mortis, muerte, y ferre llevar). 1. adj. Que ocasiona o
puede ocasionar la muerte. [1].
Es decir la concentración letal de una substancia sería la cantidad de ella que, medida donde corres-
ponda, causa la muerte del sujeto. En cambio la dosis letal sería la cantidad que bebió, que inhaló o como
haya ingresado al ser vivo, causó su muerte.
Según [10], de acuerdo con la renovación del líquido se pueden clasificar los métodos de ensayo en:
1. estáticos: no se renueva el líquido durante el ensayo;
2. semiestáticos: el líquido se renueva en intervalos definidos durante el ensayo, p. ej. si el ensayo
completo dura 96 horas el líquido se renueva cada 24;
3. con recirculación: el líquido a ensayar recircula continuamente por el sistema, se lo puede filtrar
pero cuidando que el filtro no altere su calidad;
32. Autodepuración de un cuerpo de agua.
4. con flujo continuo abierto: el líquido se renueva continuamente en un circuito abierto.
A los ensayos con flujo continuo también se los llama ensayos continuos o dinámicos [11] y [12].
Otro problema a tener en cuenta es el de la selección del organismo de ensayo, normalmente represen-
tan un determinado nivel trófico, p. ej. el primero o de los autótrofos, el segundo o de los herbívoros, y así
siguiendo. Además, una vez determinado el nivel trófico, aparece el problema de emplear especies pro-
pias de la región, que van a indicar mejor los efectos sobre cuerpos de agua locales, o especies de amplia
dispersión geográfica, que permiten una comparación de resultados con estudios de otros sitios pero que
no reflejan necesariamente lo que sucede en los ecosistemas del lugar.
La respuesta no es sencilla, pues también hay que considerar cuestiones operativas tales como la dis-
ponibilidad de los organismos, p. ej. si se los puede capturar en cuerpos de agua cercanos o hay que traer-
los de lejos, incluso de otros países, la facilidad de su cría en laboratorio, cría tanto de los organismos en
sí como de su alimento, v. gr. algas necesarias para dar de comer a herbívoros, su sensibilidad ante subs-
tancias tóxicas, la facilidad de su manejo y el equipamiento necesario, etc., [10].
Ensayo con dafnias, en particular de la especie Daphnia magna .
Las dafnias son pequeños crustáceos 0,4 á 7mm [2], se las conoce más popularmente como "pulgas de
agua", usándose comercialmente como alimento para peces criados en cautiverio. Son sensibles a un gru-
po extenso de contaminantes acuáticos y se usan internacionalmente para ensayos de toxicidad. Tienen la
ventaja de su tamaño pequeño, sus ciclos de vida cortos, lo que permite ensayos rápidos, y su cría relati-
vamente simple en laboratorio, [3]. Como son herbívoras, en rigor representan en un ecosistema acuático
al primer nivel de consumidores o sea al segundo nivel trófico.
Existe una norma argentina para la determinación de la toxicidad mediante dafnias, [8], pero no dispo-
nemos copia de la misma y en el IRAM la cobran muy cara, por lo que, lamentablemente usaremos fuen-
tes extranjeras.
Como ejemplo de ensayo para determinar la toxicidad de una substancia tratemos de resumir lo que
sería un ensayo para estimar la concentración letal media (CL50), basándonos en el Método de referencia
EPS 1/RM/14, de la Agencia Ambiental de Canadá, [3]. En la fig. 11 procuramos esquematizar el ensayo.

Fig. 11 Ensayo estático con dafnias.

 Autodepuración de un cuerpo de agua. 33.

El método básicamente consiste en colocar un cierto número de neonatos de dafnia en vasos conte-
niendo agua con diferentes concentraciones de la substancia a evaluar y uno sin la misma, que servirá de
blanco o control, y contar cuántas quedan vivas en cada vaso al final del tiempo de ensayo que es de 48
horas. Si en el agua del vaso de control, o blanco, han muerto más del 10% de las dafnias hay que repetir
el ensayo, pues indica que hay una causa de muerte diferente a la toxicidad de la substancia en estudio.
Todo el ensayo se hace bajo condiciones físicas, químicas y biológicas estrictamente controladas. La
concentración del tóxico en el agua de aquel vaso en el que hayan muerto la mitad de los organismos de
ensayo será la Concentración Letal Media o Concentración Letal 50%, abreviadas CLM o CL50.
También se puede informar la Concentración Efecto 50%, abreviada CEM o CE50, debiéndose indicar
a qué efecto se refiere, p. ej. las dafnias dejan de nadar, si bien no han muerto, como lo muestra el latir de
su corazoncito visto con el microscopio.
Cabe acotar que si bien normalmente se considera el 50% de mortandad se podría, en principio, usar
cualquier otro porcentaje, p. ej. medir la CL20 sería determinar la concentración de la substancia en cuestión
que mata al 20 % de las dafnias en el ensayo correspondiente. Lo mismo vale para Concentración Efecto.
A partir del estudio de los individuos se pueden determinar las respectivas concentraciones de las
substancias de interés en los tejidos de los mismos, es decir las dosis correspondientes, así se pueden ob-
tener la dosis letal media, como la que causa la muerte al 50% de los individuos, o la correspondiente a
cualquier otro porcentaje, o bien las dosis efecto, etc.
Ensayo con peces.
Existe una norma argentina para la determinación de la toxicidad mediante peces, [9], como comenta-
mos para la de dafnias, en el IRAM resulta muy cara y no disponemos de ella.
Conceptualmente es similar al descripto para las dafnias pero cambia el organismo de ensayo y, con él,
las dimensiones de los equipos, los tiempos, etc. P. ej. el método canadiense EPS 1/RM/13, [4] usa alevi-
nos de trucha arco iris de al menos dos semanas de edad y entre 0,3 y 5 g de peso, requiere condiciones
físicas, químicas y biológicas estrictamente controladas, pero diferentes a las necesarias para las dafnias,
p. ej. la temperatura de ensayo será de 15 + 1ºC, el tiempo de ensayo 96 horas, etc.
Nuevamente se miden las concentraciones letales para un determinado porcentaje, generalmente 50
pero también 20 y 80 %, y / o las concentraciones efecto para determinado porcentaje de peces en ensayo.
Ensayo con bacterias luminiscentes, [24].
Muchos seres vivos tienen la capacidad de emitir luz, p. ej. coleópteros, cangrejos protozoos, hon-
gos, moluscos y bacterias. La mayoría de las especies de bacterias emisoras de luz conocidas son marinas
y viven en simbiosis con habitantes de las profundidades, en órganos luminosos especiales, p. ej. entre
estas bacterias se encuentran las de las especies Vibrio fischeri, Photobacterium phosphoreum,y Photo-
bacterium leiognathi. Sus características fisiológicas son similares a las de las enterobacterias.
El proceso de generación de luz es un proceso de oxidación y se lo puede comprender como un ca-
mino lateral al de la respiración celular y requiere oxígeno molecular. En bacterias el proceso se estabiliza
en 20 segundos. La longitud de onda del máximo de la radiación emitida depende de las encimas presen-
tes y se encuentra entre 460 y 528 nm.
La intensidad de la emisión de luz depende del estado de las bacterias y éste, a su vez, de la eventual
presencia de tóxicos y otros factores del medio. Las bacterias en cuestión son muy sensibles a la presencia
de tóxicos como los metales pesados o muchas substancias químicas orgánicas, respondiendo con una
clara disminución de la emisión luminosa; entonces se las puede emplear como sensor biológico muy
sensible y de respuesta rápida, permitiendo incluso desarrollar equipos de medición cuasicontínuos.
La norma DIN EN ISO 11348-1 trata de este ensayo.

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, la Virgen María y a mis Padres.

Ing. Juan Manuel Sánchez.
Abril de 2.005 a 29 de Marzo de 2.016, revisado 4 de Septiembre de 2017.
34. Autodepuración de un cuerpo de agua.
BIBLIOGRAFÍA
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984.
[2] Großmann, Ingrid et al. Das mikroskopische Bild bei der biologischen Abwasserreinigung. Bayeris-
ches Landesamt für Wasserwirtschaft. Informationsberichte Heft 1/99. Munich, 1999.
[3] Biological Test Method: Reference Method for Determining Acute Lethality of Effluents to Daphnia
magna. (Método de ensayo biológico: método de referencia para la determinación de la letalidad aguda de
efluentes para la Daphnia magna). Reference Method EPS 1/RM/14 Julio 1.990. Environment Canada.
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Trout. (Método de ensayo biológico: método de referencia para la determinación de la letalidad aguda de
efluentes para la Trucha arco iris). Reference Method EPS 1/RM/13 Julio 1.990. Environment Can+ada.
Dios mediante continuará.
[5] Bartsch e Ingram. Stream Life and the Pollution Environment. Public Works, Julio 1.959.
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beitsgemeinschaft Wasser (LAWA). Berlin, 1.996.
[8] IRAM 29130 Calidad ambiental - Calidad del agua. Determinación de la inhibición de la movilidad de
Daphnia magna Straus (Cladócera, Crustácea). Ensayo de toxicidad aguda.
[9] IRAM 29112 Calidad ambiental - Calidad del agua. Determinación de la toxicidad letal aguda de sus-
tancias en peces de agua dulce. Método semiestático.
[10] Di Marzio, Walter Darío. Ensayos de toxicidad con peces.
[11] Puzicha, Heike.Gewässer- und Abwasseruntersuchungen mit kontinuierlichen Biotest. Texte 16/95.
Umwelt Bundes Amt. Berlín, 1.995.
[12] Project Group “Wirkungstest Rhein”. Continuous Biotests For Water Monitoring Of The River
Rhine. Texte 58/94.Umwelt Bundes Amt. Berlín, 1.994.
[13] Vázquez, Helio P. et al. Ensayos biológicos utilizados para evaluar las características polucionantes
de desechos industriales. 5º Congreso argentino de Saneamiento. Santa Fe, 1.978.
[14] Hessische Landesamt für Umwelt. Hessen 1986. Biologischer Gewässerzustand.
Untersuchungszeitraum 1983-86 (1. Halbjahr) mit Nachträgen. Der Hessische Minister für Umwelt und
Reaktorsicherheit.
[15] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Biologische Gewässergüte. S/f, ca. 1999.
[16] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Trophibewertung von Seen. S/f, ca. 1999.
[17] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Trophiebewertung von Fließgewässern. S/f, ca. 1999.
[18] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Gewässergütekarte Bayern – Saprobie. Stand
Dezember 1998. Munich, 1999.
[19] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Gewässergütekarte Bayern – Trophie. Stand
Dezember 1998. Munich, 1999.
[20] Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen. Gewässergütebericht 2000. 30 Jahre Biologische
Gewässerüberwachung in Nordrhein-Wetsfalen. Essen, 2.000.
[21] Rolauffs, Peter, et al. Entwicklung eines leitbildorientierten Saprobienidexes für die bioologische
Fließgewässerbewertung. Universität Essen. Umweltbundesamt. Berlin, 2.003.
[22] Schöll, Franz; Sommerhäuser Mario. Kickoff Workshop “European Guidance standard Saprobic-
Index (CEN)" Koblenz, Germany, May, 22-23, 2013. Primera circular.
[23] "Diccionario de la Lengua Española" XX edición. Real Academia Española. Espasa Calpe. Madrid.
1. 984.
[24] Büttner, Martina; Guder, Volker; Bercher, Horst. Biosensor misst toxische Wirkung von
Schadstoffen. LaborPraxis, 7/8. 2000.
[25] Atlas, Ronald M.; Bartha, Richard. Ecología microbiana y Microbiología ambiental. Pearson Educación
S.A., Madrid, 2.002.
[26] Parés i Farràs, Ramón; Juárez Giménez, Antonio. Bioquímica de los microorganismos.Reverté. Bar-
celona, 1.997.
[27] Rahlenbeck, S.L. Use of plants in monitoring air quality. WHO Collaborating Centre for Air Quality Man-
agement and Air Pollution Control at the Institute for Water, Soil and Air Hygiene of the Federal Health Office.
Langen, 1991.
[28] Meyer, Ulrike; Belotti, Eduard.. Einschätzung der Bodenqualität mit Hilfe pflanzlicher und tierischer
Bioindikatoren. Texte 36/00. Umweltbundesamt. Berlin, 2000.
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 35.

ANEXO I.
Clase de Color en el Intervalo de “saprobiedad” Grado de carga con materia Intervalo de valores
calidad del mapa ó escalón saprobio orgánica fácilmente biodegra- del índice de sapro-
agua dable bios
I azul obscu- oligosaprobio desde no cargado hasta muy 1,0 < S< 1,5
ro poco cargado
Comentarios: tramos de cursos con agua limpia, siempre aproximadamente saturada de oxígeno y pobre en nutrien-
te, escaso contenido de bacterias población medianamente densa preponderantemente de algas, musgos, gusanos
planos del género Turbellaria y larvas de insectos. Gran variedad de macroinvertebrados pero con pequeña densi-
dad de individuos. Aguas de desove para peces nobles. Contenido de oxígeno desde 95 % a105 % de la concentra-
ción de saturación. Relativamente pobre en nutrientes,Demanda Bioquímica de Oxígeno menor que 1 mg/l. Trazas
de Nitrógeno del ión amonio.
I - II celeste oligosaprobio con rasgos poco cargado 1,5 < S < 1,8
- mesosaprobios
Comentarios: tramos de cursos con poco transporte de nutrientes inorgánicos u orgánicos, sin consumo de oxígeno
digno de mención, densamente poblada y en general con mayor variedad de especies. Contenido de oxígeno en
torno a la saturación, puede haber déficits pequeños, menores del 20% y oscilaciones pequeñas a lo largo del día.
Demanda Bioquímica de Oxígeno menor que 2 mg/l. En general trazas de Nitrógeno del ión amonio.
II verde moderadamente cargado - mesosaprobio equilibrado 1,8 < S < 2,3
Comentarios: tramos de cursos de agua con contaminación moderada y buen aprovisionamiento de oxígeno. Gran
densidad de individuos y variedad muy grande de especies de algas, caracoles pequeños cangrejos, larvas de insec-
tos y peces, plantas acuáticas estables cubren grandes superficies.
En general Demanda Bioquímica de Oxígeno menor que 5 mg/l, sólo en ríos ricos en fitoplancton se pueden encon-
trar valores mayores. Concentración de Nitrógeno del ión amonio generalmente menor o igual a 0,5 mg/l como N N4+.
II – III verde claro escalón límite - meso- críticamente cargado 2,3 < S < 2,7
saprobio
Comentarios: tramos de cursos de agua en los que la carga con substancias orgánicas consumidoras de oxígeno
origina un estado crítico; posible muerte de peces debida a la falta de oxígeno, descenso en el número de especies de
macrófitas, tendencia al desarrollo masivo de determinadas especies de plantas y animales a menudo algas filamen-
tosas forman grandes grupos cubriendo la superficie.
Aparecen manchas negras debajo de las piedras del fondo y de la superficie de los sedimentos por la formación de
sulfuro ferroso, FeS.
Las aguas son turbias por la materia orgánica y por bacterias, o pueden tomar una coloración verdosa por la presen-
cia de algas plantiformes.
El déficit de oxígeno de oxígeno o se mantiene en el tiempo, con valores de hasta el 50% o tiene fuertes oscilaciones
a lo largo del día, en períodos de floración, con lo que la concentración de oxígeno puede alcanzar valores mínimos
de pocos mg/l en las horas de la madrugada.
Demanda Bioquímica de Oxígeno por encima de 5 mg/l. La concentración de Nitrógeno del ión amonio alcanza a
menudo a 1 mg/l como N N4+.
III amarillo fuertemente contaminado marcadamente mesosapro- 2,7 < S < 3,2
bio
Comentarios: tramos de cursos de agua con fuerte contaminación orgánica, el en general reducido contenido de
oxígeno no suele alcanzar para los organismos acuáticos superiores; hay depósitos locales de barro podrido; enorme
presencia de bacterias filamentosas de las aguas residuales y de organismos ciliados sésiles exceden la presencia de
algas y plantas superiores , sólo pocos macroinvertebrados resistentes a la carencia de oxígeno como sanguijuelas y
crustáceos isópodos, como el Asellus aquaticus, a veces en grandes cantidades. Se debe contar con la mortandad
periódica de peces.
intensos procesos heterotróficos, turbiedad por bacterias, los sustratos duros está cubiertos por capas de bacterias,
manchas negras debajo de las piedras del fondo y en los sedimentos finos por la formación de sulfuro ferroso, FeS.
Se desprende sulfuro de hidrógeno, H2S, al remover los depósitos de barro. En general faltan las plantas superiores y
son abundantes las algas filamentosas y las cianobacterias (o algas azules).
El déficit de oxígeno es duradero, la concentración de oxígeno tiene mínimos inferiores a 2 mg/l.
La Demanda Bioquímica de Oxígeno alcanza hasta los 10 mg/l.
Las concentraciones de Nitrógeno del ión amonio generalmente superan 1 mg/l como N N4+. en plazos mayores.
En aguas ricas en fitoplancton puede haber carencia de CO2 y con ello sube el valor del pH. A valores mayores de
pH.o bien a temperaturas del agua más altas se suele formar amoníaco (NH3.) que es tóxico. En general los peces no
son resistentes y faltan los más jóvenes
Tabla 11b Clases de calidad de aguas según su contaminación por materia orgánica fácilmente biodegrada-
ble, o “saprobiedad”, [7], [14] y [18].
36. Autodepuración de un cuerpo de agua.
Clase de Color en el Intervalo de “saprobie- Grado de carga con materia Intervalo de valores
calidad del mapa dad” ó escalón saprobio orgánica fácilmente biodegra- del índice de sapro-
agua dable bios
III – IV anaranjado muy fuertemente conta- polisaprobio con rasgos - 3,2 < S < 3,5
minado mesosaprobios
Comentarios: tramo de cursos de agua con condiciones de vida limitadísimas para la vida superior ya que la gran
contaminación por materia orgánica conduce a menudo a la desaparición total del oxígeno a menudo agravada por
influencias tóxicas, gran turbiedad por materias suspendidas en el agua residual; extensos depósitos de barro podri-
do¸ densamente poblados por quironómidos y tubifícidos; desceso de las bacterias filamentosas de las aguas residua-
les, los peces no duran y se los encuentra excepcionalmente.
La sucesión de la degradación aeróbica – anaeróbica cambia mucho las condiciones del ecosistema. El fondo está
cubierto con barro podrido; faltan las plantas superiores sumergidas, agua coloreada o turbia por efluentes y bacte-
rias, a menudi huele a H2S, sed vd la formación de gases en el sedimento (metano y sulfuro de hidrógeno). Regu-
larmente el déficit de oxígeno es grande, por momentos sólo hay trazas de oxígeno presente. La Demanda Bioquí-
mica de Oxígeno supera los 10 mg/l. Las concentraciones de Nitrógeno del ión amonio generalmente superan 1
mg/l como N N4+ de manera duradera. Los fondos son ricos en bacterias y hongos de las aguas residuales formando
alfombras espesas, aparecen capas verdeazuladas de bacterias cianofíceas. Sobre la superficie del barro y los creci-
mientos de cianobacterias se desarrolla una rica fauna de organismos unicelulares, en articular flagelados y ciliados.
A menudo se pueden esperar efectos tóxicos.
IV rojo excesivamente contami- polisaprobio 3,5 < S < 4,0
nado
Comentarios: tramos de cursos de agua desmesuradamente contaminados por aguas residuales orgánicas consumi-
doras de oxígeno; sobre extensos bancos de barros podridos se desarrolla una biocenosis de bacterias, flagelados y
ciliados; durante mucho tiempo el oxígeno se presenta en concentraciones muy bajas o, a menudo, falta totalmente,
correspondientemente están muy limitadas, espacialmente y temporalmente, las condiciones para la vida superior.
El agua es muy turbia, se desprenden olores por las substancias contenidas en el agua y los productos de la degrada-
ción de dichas substancias y las contenidas en los sediemntos. El fondo está cubierto de barro podrido y persisten-
temente anaeróbico. Frecuentemente aparecen coloraciones debidas a las bacterias del azufre, los hongos pueden
cubrir parcialmente la superficie. Faltan las plantas superiores, puede haber crecimiento masivo, de microorganis-
mos autótrofos, p. ej. de bacterias del azufre.
La concentración de oxígeno permanece a largo plazo debajo de 1 mg/l y la superficie del sedimento es duradera-
mente anaeróbica, del mismo se desprenden metano y sulfuro de hidrógeno. La Demanda Bioquímica de Oxígeno
supera ampliamente los 10 mg/l. . Se han medido concentraciones de Nitrógeno del ión amonio en intervalos de
varios mg/l como N N4+ de manera duradera. Los macroinvertebrados se limitan a larvas de dípteros y entre los
microorganismos dominan las bacterias y los flagelados. Se deben esperar efectos tóxicos. No se presentan peces.
Tabla 11b (cont.) Clases de calidad de aguas según su contaminación por materia orgánica fácilmente biode-
gradable, o “saprobiedad”, [7], [14] y [18].
 Autodepuración de un cuerpo de agua. 37.

ANEXO II.
Lagos: Clase de Color en Características:
calidad el mapa
oligotróficos I azul lagos claros, pobres en nutrientes con pequeña producción planctónica durante
todo el año, la baja densidad planctónica implica una gran profundidad de
visibilidad los que al final del período de estancamiento aún tienen una con-
centración de oxígeno disuelto mayor al 70% de la de saturación en toda la
profundidad,
ríos con poca producción de plantas, 100 % de saturación de oxígeno y sin
oscilaciones notables, pequeña carga de nutrientes.
mesotróficos I – II celeste lagos con una oferta de nutrientes pequeña o moderada, de moderada producción
planctónica y profundidad de visibilidad de más de 2m, moderado desarrollo del
fitoplancton con mayor diversidad de especies, con máximo en la primave-
ra; tienen, al final del período de estancamiento, una concentración de oxí-
geno disuelto en sus aguas profundas de entre el 30 y el 70 % de la de satu-
ración y con oscilaciones pequeñas, pueden aparecer floraciones de algas
de cuando en cuando,
ríos con producción moderada de plantas acuáticas, la concentración de oxígeno
oscila poco, cargas de nurientes de pequeñas a moderadas.
eutróficos II verde lagos ricos en nutrientes suficientes para una producción grande de algas, al
final del período de estancamiento, o sea del verano, sus aguas profundas son
pobres en oxígeno (0 á 30 %). .A veces sus aguas superficiales están sobresa-
turadas de oxígeno, en general con profundidades de visibilidad de menos de 2
m y gran producción planctónica. Frecuentes floraciones de algas con peque-
ñas profundidades de visibilidad.
ríos considerable producción de plancton o bien de plantas acuáticas superio-
res, concentración de oxígeno claramente oscilante, concentración de nutrien-
tes moderada a elevada.
eutrófico - II – III verde lagos: de cuando en cuando excesiva producción de algas, pequeña profundi-
politrófico claro dad de visibilidad, durante períodos de tiempo largos concentración nula de
oxígeno en las profundidades, gran carga de nutrientes,
ríos: considerable a fuerte producción de plantas, en general de plancton, con-
centración de oxígeno considerablemente oscilante, concentración de nutrien-
tes claramente elevada.
politróficos III amarillo lagos: con una oferta de nutrientes muy grande y siempre libre, es decir los
nutrientes no actúan como limitantes. Varias veces en el año tienen lugar desa-
rrollos masivos de algas, dominando en el verano las algas azules. Consumo
excesivo de oxígeno en todo el cuerpo de agua; sus aguas profundas sin oxíge-
no disuelto ya durante el verano, a veces con generación de ácido sulfhídrico.
A veces sus aguas superficiales están muy sobresaturadas de oxígeno. Muy
pequeña profundidad de visibilidad, en el orden del centímetro; desarrollo
masivo de fitoplancton (a menudo algas azules)
ríos: gran producción de plantas, en grandes ríos y ricos en polvo la más de las
veces plancton;la concentración de oxígeno es fuertemente oscilante, peligro
de muerte de peces durante el consumo nocturno de oxígeno; fuerte carga de
nutrientes.
politrófico – III – IV anaranja- lagos: por la tarde gran sobresaturación de oxígeno, por la,
hipereutrófico do ríos: turbiedad por la gran producción de algas en suspensión, barro podrido
por algas muertas; oscilaciones muy fuertes de la concentración de oxígeno;
carga de n nutrientes muy elevada.
hipereutrófico IV rojo lagos: disponibilidad muy elevada de nutrientes durante todo el año, no son
limitantes para la producción primaria; coloración del agua persistente durante
todo el año por desarrollo masivo de algas; profundidad de la visibilidad muy
pequeña, menor de 1 m; altísima sobresaturación de oxígeno por las tardes, por
las noches liberación absoluta de oxígeno, pero en la profundidad desaparece,
ríos: una persistente y excesiva carga de nutrientes genera masas de algas;
fortísimo consumo de oxígeno, acumulación de barro podrido, despoblación de
la macrobiocenosis.
Tabla 13. Calidad de aguas, trofía en cuerpos de agua lénticos (lagos) y lóticos (ríos o arroyos), [14], [19], [20].
-----o-----
38. Ensayos biológicos dinámicos.
Ensayos biológicos dinámicos para determinar toxicidad de líquidos.
Los métodos ensayo para determinar la toxicidad de una substancias que hemos descripto hasta aho-
ra son estáticos, el líquido se introduce al comienzo y no se renueva durante todo el tiempo de ensayo.
Veamos a continuación algunos métodos dinámicos, en los que el líquido se renueva continuamente,
sirven especialmente como métodos de alarma temprana ante cambios en las calidad de un líquido, por
ejemplo la del agua de un río por el derrame de un efluente líquido en el mismo.
El incendio en la compañía Sandoz el 1º de Noviembre de 1986 y sus consecuencias desastrosas para
el río Rin destacaron la necesidad de usar un monitoreo continuo de la calidad de los cuerpos de agua y
de los líquidos que se vierten en ellos y así los ensayos biológicos dinámicos pasan del laboratorio y esca-
la piloto a la realidad práctica.
Texte 16/95. Puzicha, Heike. Gewässer- und Abwasseruntersuchngen mit kontinuierlichen Biotest.
Umwelt Bundesamt. UBA-FB 94-170. Berlín, 1995.
Ensayo de vigilancia de Passavant
El agua fluye continuamente por la cámara de ensayo y lo hace una sola vez, es decir se toma del cuer-
po de agua en ensayo, ingresa por un extremo del equipo y sale por el otro de nuevo al cuerpo de agua, sin
recircular. Mediante diafragmas perforados colocados en la parte anterior de la cámara se logra un flujo
laminar en la misma. Normalmente los peces permanecen en el sector de planta rectangular. La sección de
salida tiene forma de cuña, es decir es de planta trapecial, y en ella aumenta la velocidad de la corriente y
es un sitio normalmente evitado por los peces.
Como detector se emplea una cinta transportadora tamizadora en conjunto con una barrera luminosa
colocada fuera del espejo de agua. La cinta transportadora tiene 4 cm de ancho para que allí un pez pueda
darse vuelta si nadó equivocadamente a ese sitio. Si un pez permanece sobre la cinta transportadora se lo
levanta del agua, atraviesa la barrera luminosa y cae en un recipiente recolector con agua fresca. El resul-
tado es independiente del color o la turbiedad del agua a ensayar. Cuando el número de cortes de la barre-
ra luminosa supera un valor fijado la instalación da la alarma.

Peces de ensayo: especie de carpa (ciprínido) Leuciscus idus melanotus, de 5 á 8 cm según la norma
DIN 38.412 parte 31, como los usados en el ensayo estático con peces.
Cantidad de peces de ensayo 5 á 8 ejemplares.
Ventajas:
- el equipo necesita poco espacio
- aguas muy turbias no puede interrumpir la barrera luminosa ya que la misma se encuentra por enci-
ma del espejo de agua
- el equipo de ensayo es sencillo y sin gastos
- rara vez se presentaron falsas alarmas (Fehlalarme) durante los ensayos en el contenedor de medición.
Desventajas
- si falla la bomba alimentadora del agua los peces son perjudicados adicionalmente por el equipo de
ensayo (p. ej. por calentamiento del agua en ensayo)
- sin un aparato adicional no se puede obtener una captación temporal de los informes de alarma (¿no
tiene memoria de los informes de alarma?)
- las más de las veces los peces son dañados seriamente hasta que son distribuidos pudiéndose generar

3 ensayos biológicos dinámicos, 2 de Abril de 2016 ¡Viva la Patria! revisado parcialmente 9 IX 2017
 Ensayos biológicos dinámicos. 39.
alarmas tempranas
- la firma Passavant no fabrica más el equipo
- no detectaron el derrame de las 2 t de ácidos por la BASF en el Rin (12.12.90) ni otro de aceites en
Gernsheim
Monitor con peces WRC (WRC-Fischmonitor)
Los peces reaccionan ante factores ambientales tensionantes (entre ellos la presencia de substancias
tóxicas en el agua) con un cambio significativo de la frecuencia respiratoria. El equipo consta de 8 peceras
de exposición cada una con una trucha arco iris, de 15 á 30 cm de largo. El método consiste en medir la
frecuencia de latido de la cubierta de las branquias, las contracciones de los músculos del pez provocan
una corriente eléctrica en el agua que rodea al animal, ésta es registrada mediante electrodos en el borde
de la pecera; luego la señal es amplificada y enviada a una procesadora electrónica de datos, la que elabora
los datos recibidos de los diferentes peces generando un “resultado del monitoreo de los peces” FM que
resulta de una comparación estadística de la frecuencia actual de ventilación durante un intervalo de 10
minutos con los valores medidos durante las 2 últimas horas. Si durante un intervalo de 15 minutos se
supera un valor umbral predeterminado entonces se dispara una alarma.
El ensayo del método en el río Meno falló por muerte de las truchas debido a que la temperatura del
agua del río superó a la máxima tolerada por los peces. Además tuvo otros inconvenientes, como alarmas
originadas por muchas causas diferentes a la toxicidad del medio y con orígenes difíciles de identificar,
los manuales de uso del equipo estaban sólo en inglés, etc.
Aqua Tox Control.
Pincipio del ensayo
El pez de ensayo (carpa Leuciscus idus melanotus) siempre tiene un comportamiento “reotáctico” posi-
tivo, es decir se orienta conforme a la corriente, nadando contra corriente. El cambio de este comporta-
miento puede usarse como indicador para estimar la carga de substancias tóxicas en el agua. El perjuicio /
daño de los peces por la acción de substancias tóxicas contenidas en el agua dispara un aumento de los
impulsos sobre la rejilla sensora. De esto resulta que el número de los impulsos disparados por los peces
sobre la rejilla sensora durante la unidad de tiempo permite una indicación (Aussage) del estado de los
peces y así también sobre la calidad del agua.
La pecera de ensayo tiene un volumen de 50 litros y el caudal es de 25 a 30 litros por minuto. Seem-
plean 3 peces de ensayo simultáneamente en la cámara respectiva.
Los peces pequeños, de 5 á 8 cm, indicados en las normas DIN para el ensayo estático, tienen el incon-
veniente que se escurren entre las barras de la rejilla sensora. Los peces mayores, de aproximadamente
unos 12 cm son difíciles de conseguir en el comercio.
Si un pez muere presiona constantemente la grilla y no dispara la alarma.
El equipo contiene medidores de la temperatura, el pH y la concentración de oxígeno y disparan alar-
mas si se superan umbrales predeterminados tolerables por los peces. Además dispone de un sistema de
ajuste de sensibilidad que actúa sobre el equipamiento electrónico.

La principal desventaja resultó del equipo registrador cuando el sistema automático de recolección de
datos no funcionó y la ventaja reside en que los cambios de conducta de los peces pueden mostrar la pre-
sencia de contaminantes sin que los mismos estén afectados seriamente.
40. Ensayos biológicos dinámicos.
Empleo del mejillón cebra
El principio del ensayo se basase basa en los movimientos de la valva del mejillón de agua dulce
Dreissena polymorha (ver fiura). El fundamento del ensayo es una señal si-no generada por la influencia
de un imán fijado a la valva del mejillón sobre un interruptor de lengüeta.

El agua de ensayo fluye por dos canales, en cada uno se colocan hasta 42 mejillones. Durante un in-
tervalo de tiempo de 5 minutos se calcula mediante una computadora el porcentaje de mejillones abiertos
y la frecuencia de los movimientos de las valvas y en línea (on-line) se evalúa / valora un efecto relativo
por substancia dañina. Si es baja la parte porcentual de mejillones abiertos o asciende la frecuencia de los
movimientos de las valvas a los saltos indica la influencia de una substancia dañina (Borcherding 1992).
El comportamiento normal de los mejillones en el aparato de ensayo.
Para la fase de cuatro semanas de ensayo en el contenedor de medición empleado en el río Meno puede
ser indicado un intervalo normal del parámetro “movimiento de las valvas por hora (sb/h)” con 0 – 2,
para el parámetro “% de mejillones abiertos (%o)” de 65%-85%.
...Es un método adelantado y por los programas de computación que lo integran resulta un ensayo bio-
lógico muy madurado. La fase de ensayo en el río Meno sin embargo mostró que las aguas calientes (24 á
26ºC) limitan su empleo.
Ensayo dinámico con dafnias de la firma Elektron

El principio del método

El agua fluye mediante bombas autocebantes. Una pequeña corriente parcial (500 ml/hora) del agua a
controlar fluye en derivación (lit. bypass) por una cámara de ensayo en la cual se encuentran las dafnias.
El criterio de ensayo reside en la actividad natatoria de las dafnias, la que es registrada con ayuda de sen-
sores ópticos.
Como organismos de ensayo se emplean pulgas de agua de la especie Daphnia magna S TRAUSS, a
razón de 20 dafnias por cámara de ensayo. Las condiciones de cría de los animalitos corresponden a las
indicadas en la norma DIN 38 412, partes 11 ý 30. Se emplean organismos jóvenes de entre 24 y 48 horas
de edad. Se entiende que las dafnias son saludables y están bien alimentadas. Según las condiciones del
agua a evaluar, no es necesario agregar alimentación adicional de algas. Para asegurar que las condiciones
de ensayo no cambien durante el año se mantiene una temperatura del líquido de 20ºC + 2ºC. Un malla de
abertura adecuada retiene los organismos en la cámara, pero se obtura con el tiempo, dependiendo de los
sólidos arrastrados por el líquido en ensayo, que, según los casos, debe ser previamente filtrado.
Como reacción a una substancia tóxica en el líquido en ensayo, las dafnias pueden mostrar hiper- o hi-
 Ensayos biológicos dinámicos. 41.
poactividad, y los apartamientos significativos del curso de los impulsos con respecto al comportamiento
normal se valoran como señal de alarma. Deben tenerse en cuenta los cambios normales de la respuesta de
las dafnias a lo largo de la semana de permanencia de las mismas en la cámara de ensayo. Influyen el cre-
cimiento de los organismos, cambios en la oferta de alimentos (bacterias, algas o partículas orgánicas),
estación del año (mayor actividad en el verano), etc. Además durante la semana se habrán reproducido, p.
ej. de 20 iniciales puede haber unas 200 finales.
Se usan dos cámaras en paralelo para reducir las falsas alarmas, se considera una alarma como verda-
dera cuando en ambas cámaras hay un apartamiento significativo dentro de un período fijado, p. ej. de
unos 30 minutos. Se consideran igualmente importantes tanto la hiper- como la hipoactividad y ambas
generan alarma.
No obstante existen múltiples causas de falsas alarmas: malas condiciones de los organismos de ensa-
yo, desorción de substancias tóxicas retenidas en la bomba de aspiración luego de una descarga tóxica,
pérdida de juveniles a través de la malla, fallas en el templado del agua, defectos en las bombas, sistemas
ópticos, etc.
Ensayo DF con algas
Principio del ensayo DF con algas
Se emplea el retardo de la actividad fotosintetizadora de las algas. Se emplean los géneros Scendedes-
mus y Chlamydomonas. El ensayo se basa en la medición de la fluorescencia retardada, DF por sus siglas
en inglés delayed fluorescence.
Todas las plantas verdes tienen la propiedad de proyectar luz, aún en la obscuridad, luego de su expo-
sición. Así se origina la fluorescencia retardada. La dinámica temporal de la fluorescencia retardada se
basa en la cinética de reacción de la cadena de transporte de electrones de la fotosíntesis, la forma de la
cinética de extinción determina las probabilidades de transición de los electrones en la cadena de transpor-
te de electrones. La cinética de extinción reacciona con mucha sensibilidad a la perturbación del transpor-
te de electrones en la fotosíntesis, originada por substancias dañinas.
En intervalos parciales regulares se miden las curvas de extinción de la fluorescencia retardada de la
muestra y de una referencia. El análisis de las curvas de extinción, es decir la diferencia de la forma y de
la superficie integral debajo de las curvas de la muestra y de la referencia, es una medida del daño por un
tóxico existente. Como organismos de ensayo se han empleado diversas algas verdes y azules (Scenedes-
mus subspicatus, Microcystis aeruginosa, etc.).
Criterios de valoración
El criterio para valorar el efecto dañino es la diferencia de superficie entre las curvas de extinción de la
referencia y de la muestra. La extinción de la fluorescencia retardada puede ser observada durante varios
minutos. Las curvas de medición son normalizadas a partir de la misma altura de comienzo y a continua-
ción substraídas una de otra.
D en % = suma (Ir – Ip) : Suma Ir * 100
Ir = intensidad de la fluorescencia de la referencia normalizada,
Ip = intensidad de la fluorescencia de la muestra normalizada, 100 puntos de medición en 100 segundos.
Diferencia D = 100 * (suma de la cantidad de Ir menos Ip, dividido por la suma de la intensidad de la
fluorescencia de la referencia normalizada en % dato ¿?. La diferencia D da la superficie bajo la curva
diferencia en % de la superficie de la curva de referencia. D es proporcional a la superficie absoluta bajo
la curva diferencia).
Equipo
El equipo para el ensayo DF con algas se compone de un medidor de fluorescencia de dos canales (ver
la figura), lo que permite una comparación directa de las curvas de extinción de la muestra de referen-
cia(agua sintética de ensayo, agua corriente o agua real de río con la muestra de algas) con la muestra que
contiene tóxico. Dado que la cinética de la extinción depende también de la temperatura, de la intensidad
del estímulo y del estadio de crecimiento de las células de las algas, las variaciones en la cinética sólo se
pueden medir con seguridad mediante la comparación con la cinética de las algas de referencia, las que no
son expuestas al tóxico. Como la intensidad de la fluorescencia retardada es esencialmente más chica que
la fluorescencia inmediata, se interpone un fotomultiplicador para reforzar la señal de medición.
Representación esquemática del toxímetro de Regensburg con algas con una disposición de dos canales
para mediciones de referencia. Disposición de las cubetas de estímulo y de emisión para la medición de la
cinética de la fluorescencia retardada con 4 de las bombas, P1 – P4, peristálticas para el cambio de mues-
tras. Las bombas están accionadas por motores paso a paso y para una dosificación precisa están goberna-
dos por una computadora. La unidad de ensayo incluye una computadora y una impresora y se puede co-
nectar a una computadora central.
42. Ensayos biológicos dinámicos.
Luego de apagar la luz se ajusta el aparato fotosintetizador al estado de equilibrio de la adaptación a la
obscuridad. Con esto las reacciones de la cadena de transporte de electrones también pueden transcurrir en
sentido inverso, o sea que los electrones del fotosistema II refluyan.
Al apagar la luz una parte de complejo disociado del agua existente en la célula se encuentra en estado
oxidado y quita electrones al centro de reacción del fotosistema II. Por eso otros electrones pueden refluir
sobre la cadena de transporte al centro de reacción deol PSII+ y recombinarse con éste. Además se forma
un centro de reacción neutro del PSII en un estado estimulado (¿excitado?). La energía de estimulación
puede ser emitida nuevamente como fluorescencia retardada (Delayed fluorescence,DF). A diferencia con
la fluorescencia inmediata (prompt fluorescence) la energía cedida por la fluorescencia retardada ya es
transformada en energía química. Por lo tanto la fluorescencia retardada se presenta ligada a un aparato
fotosintetizador intacto, mientras que la fluorescencia inmediata (verdad es que sin cinética de inducción)
también puede ser producida por clorofila aislada.

La suspensión de algas se lleva adelante en las cubetas de extinción, que son de acero inoxidable.
Igualmente, los movimientos de los fluidos tienen lugar por bombas peristálticas (lit. bombas de manguera
Schlauchpumpen), las que están bajo el control de una computadora de gobierno integrada en el sistema.
El canal de ensayo y el de referencia marchan sincronizados. En las cámaras de ensayo se inyectan 60 ml
de muestra a ensayar...
Medidor de toxicidad Biosens
Se basa en el estímulo de las moléculas de clorofila en las algas mediante luz monocromática rica en
energía (de 435nm) como la prueba unida a ella de la fluorescencia-a (685nm) característica de la clorofila
in vivo.
La clorofila a como el pigmento coloreado más importante de todas las plantas verdes sirve para la ab-
sorción de la energía de la luz necesaria para la fotosíntesis. Una parte determinada de la energía recibida
es emitida nuevamente como radiación fluorescente. Sin embargo, la dimensión de la fluorescencia de-
pende considerablemente del estado fisiológico de las algas. Algas vitales e intactas producen sólo canti-
dades pequeñas de radiación fluorescente, mientras que algas dañadas o muertas presentan una fluores-
cencia esencialmente mayor. El método se basa en el hecho que ante determinadas substancias tóxicas
crece la fluorescencia.
Al final de un ciclo de limpieza y enjuague cada 20 minutos comienza un ciclo nuevo de medición, en el
que para el ensayo se dosifican las algas desde un sistema automático de cultivo a un recipiente de reacción,
y allí se incuban con el líquido a ensayar (durante 10 minutos). Luego de una fase obscura definida se las
irradia con destellos de luz rica en energía y se mide la fluorescencia de la clorofila bajo la influencia de las
substancias contenidas en el líquido (Parámetro “Ensayo”).
A partir de los cambios temporales de la intensidad de la fluorescencia y teniendo en cuenta (fenóme-
nos accesorios de medición) la fluorescencia propia del cultivo de las algas (Parámetro “cultivo”) así
como la de la muestra de agua (Parámetro “muestra”) se puede deducir sobre la substancia dañina tóxica
para las algas...
Cálculo del valor de la toxicidad efectiva ET
ET (%) = {[Ensayo- (Muestra – NK) ] – Cultivo} x 100 / [Ensayo- (Muestra – NK)]
 Ensayos biológicos dinámicos. 43.
Parámetro “Muestra” = fluorescencia propia de las algas del cuerpo de agua
Parámetro “Cultivo” = fluorescencia propia del cultivo de algas
Parámetro “Ensayo” = fluorescencia del cultivo de algas bajo la influencia del agua del cuerpo de agua
(que se está evaluando, p. ej la de un río cuya contaminación se quiere evitar)
valor NK = valor nulo de la cubeta
El valor ET como parámetro calculado es la magnitud cuyo transcurso se observó y que es decisiva pa-
ra la indicación de alarma.
El valor nulo de la cubeta (ValorNK) se debe restar cada vez de los valores de la muestra. El valor nulo
de la cubeta puede ir subiendo mucho por (algas)-sedimento ¿? en la cubeta y con ello especialmente para
niveles de fluorescencia bajos aumentan drásticament la fluorescencia propia asociada de las algas de
cuerpo de agua. Considerando el valor NK el nivel del valor “muestra” se encuentra cerca de cero.
La experiencia muestra que un nivel de ET del 25% es óptimo para el curso constante de una semana,
pero por momentos el valor medio semanal también alcanzó 15%.
Excesos de más del 5% del valor ET (calculado como promedio de dos valores sucesivos) con respecto
al valor anterior se considera como alarmante.
Pueden producirse picos negativos del parámetro “ensayo” que conduzcan a desviaciones negativas del
valor ET y a disparar la alarma, por ejemplo por la presencia de alguicidas en el cuerpo de agua resultan
estos picos negativos, mientras los parámetros “muestra” y “cultivo” permanecen constantes. Pero si si-
multáneamente crecen los valores de los parámetros “muestra” y “ensayo” durante un intervalo corto, p.
ej. de media hora, crece el valor de ET, disparando la alarma, también probablemente por la presencia de
un alguicida. Mas si el crecimiento del vaor de ET se mantiene durante un tiempo mayor, p. ej. 6 horas,
no se considera como alarma sino como una oscilación fuerte.
IFW – Fluorómetro
Es muy similar al anterior pero el aparato no funcionó porque se quemó la lámpara yh el sistema no lo
informó, además se carecía de un manual adecuado.
Medidor de toxicidad mediante bacterias: Tox Alarm
Se basa en la detección de substancias tóxicas en el agua mediante la medición de la actividad respira-
toria de la bacteria Pseudomonas putida, un microorganismo aeróbico heterótrofo ubicuo en aguas y sue-
los. Para ello la muestra de agua fluye continuamente por el aparato.
Los microorganismos necesarios para el ensayo se cultivan en un pequeño fermentador controlado por
turbiedad (turbidostato) independiente del agua a ensayar, en medio no estéril, la pureza del cultivo se
logra mediante el empleo de soluciones nutritivas adecuadas. De esta forma se excluye la posibilidad de
exponer al cultivo a peligros por la presencia de substancias tóxicas en el medio así como su adaptación a
los tóxicos y, con ello, a una pérdida de sensibilidad del ensayo. En primer lugar se mezclan en la celda de
medición los microorganismos cultivados en el recipiente de cultivo con el agua a ensayar. A continua-
ción, con ayuda de un electrodo para O2 , se determina el contenido oxígeno, como parámetro de la activi-
dad respiratoria de los microorganismos. En agua libre de substancias tóxicas la concentración de oxígeno
(en % de la saturación de oxígeno) es pequeña debido a la gran actividad respiratoria (línea de base de la
concentración de oxígeno. Al contrario, el contenido de substancias tóxicas para las bacterias disminuye
el consumo de oxígeno por la inhibición de la respiración bacteriana y el contenido de oxígeno disuelto
aumenta en la cubeta de medición. Si la concentración de oxígeno sobrepasa cierto valor predeterminado
se dispara una alarma. En la figura se aclara el esquema del aparato.
44. Ensayos biológicos dinámicos.
La permanencia de la suspensión de microorganismos en la cubeta de medición es de 6 minutos.
Medidor de toxicidad mediante bacterias: Toxiguard
Parece que tiene serios inconvenientes, p. ej. en caso de intoxicación de las bacterias tarda de 2 á 4 días
en volver a ponerse en régimen.
Medidor de toxicidad mediante bacterias: STIPTOX.norm
El cultivo de los microorganismos tiene lugar en un pequeño fermentador de 2 litros de capacidad, in-
dependientemente del líquido a ensayar. En una celda de medición se mezcla el líquido a ensayar, aerado,
en una proporción 1:1,6 con una suspensión diluida de bacterias y se mide continuamente la concentra-
ción de oxígeno disuelto (en mg/l) mediante un electrodo para oxígeno. Esta concentración toma un valor
pequeño debido a la elevada tasa de respiración de las bacterias. En cambio, si con el agua a ensayar in-
gresa a la celda de ensayo una substancia tóxica para las bacterias se produce una inhibición de la respira-
ción bacteriana y, como consecuencia, crece la concentración de oxígeno disuelto. Sobrepasado un valor
prefijado de la concentración de oxígeno se dispara una alarma para el cuerpo de agua. El límite estático
se puede elegir libremente, p. ej. en la fase experimental del equipo se fijó 2 mg/l. Con todo se puede aspi-
rar a un umbral dinámico. A partir de los datos experimentales resulta un triple desvío estándar de 0,3 mg
O2/l respecto al valor nulo.
Como organismo de ensayo se usa Pseudomona putida. El desarrollo de los microorganismos tiene lu-
gar independientemente del líquido a ensayar y en forma no estéril, en un pequeño fermentador según el
principio del quimiostato, es decir en el cual la concentración de microorganismos se mantiene constante
regulando la concentración de substancias nutritivas. Al efecto se bombea al fermentador continuamente
medio nutritivo básico y conforme a un valor nominal de pH de 5 se dosifica solución nutritiva ácida (son-
da de p H). Cada media hora se agita durante varios segundos el cultivo para evitar la formación de una
capa de microorganismos en el recipiente o en su tapa (agitador magnético). La corriente de aire de la
aeración mezcla continuamente el contenido del fermentador. La cría de las bacterias independientemente
del líquido a ensayar tiene la ventaja que el cultivo de los microorganismos no se expone al peligro de un
eventual contenido de tóxicos para las bacterias, además se excluye una reducción de la sensibilidad del
ensayo por una adaptación al tóxico.
Parámetros de funcionamiento: permanencia en la cubeta de medición: aproximadamente 4,6 minutos.
Valor estático de alarma 2 mg O2/l.

Texte 58/94 Grupo de trabajo “Wirkungstest Rhein”. Continuous biotests for water monitoring of the
river Rhine - Summary, recommendationsdescriptio of test methods. Umweltbundesamt. Berlín, 1994..
Ensayos con bacterias:
En la mayoría de los casos usan la actividad respiratoria de bacterias o del perifiton como parámtero de
ensayo, el líquido a ensayar, rico en oxígeno fluye a través de una celda de medición o de un birreactor, la
reducción de la concentración de oxígeno en el mismo es función de la actividad de organismos en ensayo.
Mediante un electrodo para oxígeno se determina el contenido residual de oxígeno para usarlo como me-
dida de la actividad respiratoria bacteriana. Si la concentración residual de oxígeno es igual a la inicial
indica la intoxicación total de los microorganismos.
Algunos equipos, (“Toxiguard” y “Biox 1000T”), emplean un cultivo de microorganismos autóctonos,
otros usan bacterias Pseudomona putida cultivadas exprofeso, (“Toxalarm” y “Stiptox-norm”).
Otros sistemas (“Lmino 2000”, “RBT”, “Biotoximeter”, “Auto-Microtox”) usan bacterias luminiscen-
tes (Photobacterium phosphoreum), cuya emisión luminosa depende del metabolismo bacteriano.
 Ensayos biológicos dinámicos. 45.
El método “EuCyano-bacteria electrode” mide el transporte electrónico a lo largo de la cadena respira-
toria de Escherichia coli.
Ensayos de fotosíntesis:
Emplean la fluorescencia de algas para medir la actividad fotosintetizadora.
Los sistemas “FluOx test”, “Biosens algae toximeter” y el “IfW fluorometer” usa diferentes métodos
para medir la fluorescencia espontánea de algas, el sistema “DF algae test” mide la fluorescencia retarda-
da.
El método “EuCyano-bacteria electrode” es un método totalmente diferente. Puede operarse con orga-
nismos heterotróficos (ver ensayos con bacterias) o fototróficos como la cianobacteria Synechococcus sp.,
midiendo el transporte electrónico en la fotosíntesis.
El “Protoplast biotest” mide la inhibición de la producción de oxígeno dependiente de la luz durante la
fotosíntesis de protoplastos aislados de Vicia faba.
Ensayos con mejillones
Miden el movimiento y el estado de la apertura de las valvas del mejillón de agua dulce Dreissena po-
lymorpha. En el sistema “Dreissena monitor” los resultados obtenidos en una población completa de meji-
llones se usan para evaluar un evento peligroso mientras en el “Mosselmonitor” se emplean los logrados
sobre individuos. P. ej. en el “Dreissena monitor” un aumento violento en los movimientos de las valvas
y un descenso en el porcentaje de mejillones abiertos indican la presencia de un compuesto tóxico.
Ensayos con pequeños crustáceos
El “ensayo dinámico con dafnias” usa la actividad natatoria de este entmostráceo como criterio de en-
sayo. La actividad natatoria es monitoreada mediante sensores de luz. Las desviaciones con respecto a la
actividad normal son una indicación del deterioro de los organismos inducido por una substancia. El “en-
sayo dinámico con dafnias” muestra una sensibilidad relativamente elevada y ha probado su valor en la
operación práctica durante años. Se ha usado en Renania- Westfalia del Norte desde 1982 como un moni-
tor biológico automatizado para el monitoreo continuo de la calidad del agua. Luego del accidente de la
Sandoz el sistema indicó claramente el pasaje de la onda del contaminante tan lejos como la frontera entre
Alemania y Holanda.
Ensayos con peces
Desde los comienzos de los años 70 se han usado en estaciones de medición del río Rin dos ensayos de
natación de peces usando principios similares de medición. El “Fish warning Test” y el “Aqua-TOX-
Control” Estos ensayos biológicos usan la característica de los peces de nadar contra una corriente rápida,
midiendo el debilitamiento del pez cuando está a expuesto a substancias tóxicas. Debido a su baja sensibi-
lidad está en discusión la conveniencia del método. En lo que sabemos (los autores del trabajo original)
ellos no indicaron ningún efecto tóxico en el caso del accidente de la Sandoz.
Otros ensayos contínuos con peces son el “ensayo de Koblenz del comportamiento de peces” y el
“monitor WRc de peces”. El último emplea la frecuencia de batido de las agallas (frecuencia de ventila-
ción) como un indicador de los efectos de los contaminantes. En el método de Koblenz un banco de tru-
chas doradas es observado mediante cámaras de video en tanques en los cuales pasa el agua continuamen-
te con poca velocidad.
Resultado de ensayos de campo
Desde 1990 á 1993 los sistemas descriptos se ensayaron en condiciones reales en estaciones fijas sobre
el Rin y en un laboratorio móvil tanto en el río Rin como el bajo río Meno. También se hicieron ensayos
de laboratorio con aguas naturales y contaminadas para determinar su sensibilidad frente a los contami-
nantes.
Especialmente los ensayos con bacterias y con algas mostraron un comportamiento normal relativa-
mente estable durante períodos largos de ensayos, desde varios días a varios meses.
En cambio los métodos que usan organismos superiores, mostraron mayores variaciones en el compor-
tamiento normal, lo que hace más difícil la evaluación del ensayo y la interpretación de los datos. Por
ejemplo en el ensayo dinámico con dafnias la cantidad de alimento en el agua del río y la tasa de creci-
miento de los organismos tienen marcada influencia en la actividad de los animalitos. Los peces exhiben
un patrón de comportamiento diario pronunciado, por ejemplo la actividad ventilatoria es diferente de día
y de noche. Algo semejante ocurre con el comportamiento de los mejillones mostrado en la abertura de
sus valvas.
La sensibilidad de los métodos que emplean bacterias o algas puede variar groseramente en dos órde-
nes de magnitud entre unos y otros. Cuando los métodos emplean organismos acuáticos superiores las
diferencias de sensibilidad entre unos y otros son menores.
Debe notarse que los métodos de ensayo biológico para diferentes niveles tróficos no puede reempla-
46. Ensayos biológicos dinámicos.
zar uno a otro, por lo que se pretende implementar un conjunto de ensayos simultáneos que representen
los distintos niveles tróficos.
Como resultado de los trabajos se concluyó:
1) se debe dar prioridad al ensayo dinámico con dafnias u otro comparable,
2) un ensayo con fluorescencia de algas es el segundo método propuesto, en particular el “DF algae test”.
3) una vez implementados los dos anteriores se sugiere equipar las estaciones con ensayos mediante
bacterias, en forma inmediata el Toxiguard, aunque tiene algunos problemas, esperando el pleno desarro-
llo de los métodos con bacterias luminiscentes.
4) si se dispone de medios materiales y humanos suficientes se sugiere completar los anteriores con el
método “Dreissena monitor”.
5) por el momento (1993) los ensayos con peces no son recomendables.

Los ensayos basados en la natación de los peces son poco sensibles y no recomendables, los que em-
plean el batido de las agallas o el comportamiento del banco de peces son más sensibles a los tóxicos pero
resultan muy complejos y caros.

Por la traducción: Ing. Juan Manuel Sánchez.

Agradecimientos del traductor: a Dios, nuestro Señor, a la Virgencita Santa María y a mis Padres.
2 de Abril de 2016.
Rogando a Dios nuestro Señor y a la Virgencita por los que combatieron heroicamente en nuestras Islas
Malvinas y pidiéndoles que nuestras islas y mares australes (Malvinas, Georgia del Sur, Shetland del Sur,
Navarino, Picton, Lenox, Nueva, etc.) vuelvan pronto a nosotros: Ing. Juan Manuel Sánchez
 Enfermedades y ambiente. 47.
Enfermedades en relación con el ambiente.
Vocabulario
Según el Diccionario [1]
agente. (Del lat. agens, -entis, part. act. de agĕre, hacer). 1. adj. Que obra o tiene virtud de obrar. || ...
dérmico, -ca. 1. adj. Perteneciente o relativo a la dermis y, en general, a la piel o cubierta exterior del animal.
dermis. (De epidermis) 1. f. Capa conjuntiva que forma parte de la piel de los vertebrados, más gruesa
que la epidermis y situada debajo de esta.
enfermedad.(Del lat. infirmitas,-atis.) f. Alteración más o menos grave de la salud del cuerpo animal. 2.
fig. Alteración más o menos grave en la fisiología del cuerpo vegetal. 3....
germen patógeno. 1. m. Med. Microorganismo que puede causar o propagar enfermedades
hospedador,ra. (Del lat. hospitātor, -ōris). 1. adj. Que hospeda. U. t. c. s. || 2. m. Biol. huésped (‖ vege-
tal o animal en que se aloja un parásito).
hospedar. (Del lat. hospitāri). 1. tr. Recibir huéspedes, darles alojamiento. U. t. c. prnl. || ... || 3. prnl.
Instalarse y estar como huésped en una casa, en un hotel, etc.
huésped, da. (Del lat. hospes, -ĭtis).1 . m. y f. Persona alojada en casa ajena. || ... || 3. m. Biol. Vegetal o
animal en cuyo cuerpo se aloja un parásito. || 4. m. p. us. Mesonero o amo de posada. || 5. m. p.
us. Persona que hospeda en su casa a otra.
ingerir. (Del lat. ingerĕre).1. tr. Introducir por la boca la comida, bebida o medicamentos.
ingestión. (Del lat. ingestĭo, -ōnis). 1. f. Acción de ingerir.
inhalación. (Del lat. inhalatĭo, -ōnis). 1. f. Acción de inhalar.
inhalar. (Del lat. inhalāre). 1. tr. Aspirar, voluntaria o involuntariamente, ciertas sustancias, como gases,
vapores, partículas, etc. Murió al haber inhalado un gas tóxico. || 2. tr. Med. Aspirar, con un fin
terapéutico, ciertos gases o líquidos pulverizados...
local. (Del lat. locālis). 1. adj. Perteneciente o relativo al lugar. || 2. adj. Perteneciente o relativo a un
territorio, a una comarca o a un país. ... || || 4. adj. Que solo afecta a una parte del cuerpo. Anes-
tesia local. || 5. m. Sitio cercado o cerrado y cubierto
medio, dia. (Del lat. medĭus). 1. adj. Igual a la mitad de algo. Medio metro. || 2. adj. Que está entre dos
extremos, en el centro de algo o entre dos cosas. || 3. adj. Que está intermedio en lugar o tiempo.
|| ... || 15. m. Espacio físico en que se desarrolla un fenómeno determinado. La velocidad de la
luz depende del índice de refracción del medio. || 16. m. Conjunto de circunstancias culturales,
económicas y sociales en que vive una persona o un grupo humano. || ... || 19. m. Biol. Conjunto
de circunstancias o condiciones exteriores a un ser vivo que influyen en su desarrollo y en sus ac-
tividades.
medio ambiente. 1. m. medio (‖ conjunto de circunstancias culturales, económicas y sociales en que vive
una persona). ‖ 2. m. Biol. medio (‖ conjunto de circunstancias exteriores a un ser vivo).
medio interno. 1. m. Biol. Líquido que baña las células de un organismo, a través del cual se realizan
todas sus actividades fisiológicas.
parenteral. (De para- y el gr. ἔντερον, intestino). 1. adj. Med. Que se introduce en el organismo por vía
distinta de la digestiva, como la intravenosa, la subcutánea, la intramuscular, etc.
patógeno, -na. (De pato- y ‒geno). 1. adj. Que origina y desarrolla una enfermedad.
placenta. (Del lat. placenta, torta).1. f. Órgano intermediario durante la gestación entre la madre y el feto,
que se adhiere a la superficie interior del útero y del que nace el cordón umbilical. || ..
salud.(Del lat. salus,-utis.) f. Estado en el que el ser orgánico ejerce normalmente todas sus funciones. 2.
Libertad o bien público o particular de cada uno. 3. Estado de gracia espiritual. 4. Consecución
de la gloria eterna, salvación. 5. ...
sistémico, ca. 1. adj. Perteneciente o relativo a la totalidad de un sistema; general, por oposición a local. ||
2. adj. Med. Perteneciente o relativo a un organismo en su conjunto. || 3. adj. Med. Perteneciente
o relativo a la circulación general de la sangre.
vector. (Del lat. vector, -ōris, que conduce). || 1. m. Agente que transporta algo de un lugar a otro. U. t. c.
adj. || ... || 4. m. Fís. Toda magnitud en la que, además de la cuantía, hay que considerar el punto
de aplicación, la dirección y el sentido. Las fuerzas son vectores. || 5. m. Med. Ser vivo que puede
transmitir o propagar una enfermedad.
zoonosis. 1. f. Med. Enfermedad o infección que se da en los animales y que es transmisible al hombre en
condiciones naturales.
Los seres humanos vivimos en un entorno físico y social compartido con otros seres vivos, en particular
otros seres humanos, e interactuamos con todos esos entes, es decir el medio físico y todos los seres vivos.
La interacción puede ser necesaria, p. ej. con el aire para respirar, con el agua para beber, con otros
seres vivos para alimentarse, con otros seres humanos, para protegerse y reproducirse, o no necesaria, p.

4 Enf. y ambiente, 2 IV 2016 ¡Viva la Patria! corr. 4 IX 2016.

48. Enfermedades y ambiente.
ej. con un animal cualquiera para acariciarlo, incluso ni siquiera deseada, p. ej. con un mosquito, cuando
nos pica, con agua hirviendo que se nos cae encima por accidente..
De esa interacción resulta un determinado estado de equilibrio para el hombre. Estado de equilibrio
que puede llevar a que el individuo permanezca en salud o caiga en la enfermedad, salud y enfermedad
tanto en lo físico, como en lo psíquico y en lo moral.
Muchas enfermedades reconocen causas que podríamos llamar individuales, es decir del propio indivi-
duo, como p. ej. las hereditarias, pero otras resultan de las interacciones entre los individuos y el ambiente.
En estas últimas entenderemos por agente de una enfermedad a aquel ente del medio ambiente que
actuando sobre el ser vivo altera su salud.
El agente puede ser:
1) una acción física, p. ej.:
ausencia o exceso de calor,
radiaciones ionizantes o no ionizantes,
vibraciones mecánicas;
2) una substancia química,
3) un ser vivo, microbiano o no.
Notemos las condiciones sociales, laborales, económicas y culturales en las que vive el individuo pue-
den conducirlo a ciertas enfermedades psíquicas que, además, lo pueden llevar a sufrir daños físicos.
Entenderemos por vector a aquel ente que puede transportar un agente capaz de producir una enfer-
medad, extendiendo el significado dado por el diccionario, podemos incluir entre los vectores a los seres
vivos, por ejemplo mosquitos del género Anopheles que transmite el paludismo o la , y a cosas no vivas
que acarrean agentes patógenos, p. ej. el agua o el aire.
Los vectores pueden ser:
1) el aire, sirve como medio transmisor de ondas mecánicas, p. ej. los sonidos, de gases, de vapores, y
de partículas, que pueden ser no vivas o vivas, p. ej. microorganismos, y calor por convección,
2) el agua, puede acarrear substancias químicas o seres vivos, pero también calor. En general se habla
de enfermedades hídricas cuando el vector es el agua, sea para beber, bañarse, otros usos domésticos
o de recreación, ANEXO I.
3) seres vivos, que llevan a los agentes que, en este caso, en general, son otros seres vivos, incluso el
propio ser humano puede ser un vector, sea que esté enfermo, convaleciente o portador sano, es decir
que no presenta, al menos aparentemente, la enfermedad pero lleva en sí al agente patógeno y lo
puede contagiar. Se denominan zoonosis a la enfermedades que puede adquirir el hombre de los
animales, domésticos o silvestres, una información muy completa y útil se puede ver en {9},
4) los alimentos, además de la ya mencionada agua, pueden transportar substancias químicas o seres vivos
5) objetos varios, p. ej. una aguja contaminada,
Las vías de ingreso de un agente al individuo pueden ser:
1) inhalación: es decir al respirar el agente ingresa al individuo y puede ejercer sus efectos en cualquier
punto del tracto respiratorio, localmente, o, si ingresa al torrente sanguíneo, actuará en diferentes
órganos, ejerciendo acciones locales o sistémicas,
2) ingestión: o sea por vía digestiva, al comer o beber. Observemos que algunos agentes sin ser ingeri-
dos directamente ingresan por inhalación, se disuelven en los líquidos que mojan las mucosas y son
arrastrados al aparato digestivo,
3) dérmica: es decir a través de la piel,
4) parenteral: por heridas, pinchaduras, etc.
5) transplacentaria: al atravesar la placenta el agente actúa sobre el embrión.
Notemos que el ingreso por vía digestiva por los alimentos pude ser por
a) formar parte de los mismos: se dice que por su ingreso en la cadena trófica, o
b) por haberse depositado o mezclado con el alimento.
Debe destacarse que la enfermedad puede resultar de un exceso de determinada substancia, p. ej. el
Arsenicismo originado por ingesta crónica de arsénico en el agua en concentraciones elevadas, como de
su carencia, p. ej. el Bocio surge por falta de iodo.
Para llegar el agente al individuo debe existir un vector que lo transporte y un medio ambiente ade-
cuado tanto para el agente como para el vector y, en cierta medida, para el individuo afectado.
Que el individuo enferme depende, además, de su estado de salud, que posea inmunidad, natural o adqui-
rida, etc. P. ej. un sujeto muy debilitado por falta de comida es más propenso a enfermarse que uno bien
alimentado; también en este sentido influyen características hereditarias, sexo, edad, el embarazo, etc.
 Enfermedades y ambiente. 49.
Así aparecen las poblaciones de riesgo, especialmente vulnerables a adquirir enfermedades de este ti-
po, como los ancianos, sobre todo los que padecen enfermedades cardíacas, respiratorias o están mal
nutridos, las mujeres embarazadas, por el riesgo para ellas o para el niño en su seno, los niños, no sólo por
su poca edad y eventual desnutrición, sino también porque en sus juegos pueden ponerse en contacto con
los vectores, por ejemplo en nuestro norte los chicos suelen jugar con las vinchucas como si fueran bolitas
o a hacerles correr carreras, [1], o bien bañarse en aguas pobladas por esquistosomas [2].
También los trabajadores que están en contacto con aguas productos contaminados, como los opera-
rios rurales, las señoras que lavan con aguas pobladas de diversos vectores, etc. resultan particularmente
expuestos, [2].
En el caso de agentes vivos suele suceder que existan varios huéspedes intermedios en los que se
cumplen distintas etapas del desarrollo del agente antes de llegar al huésped final, en el que se completa la
formación del agente que llega en él a su edad adulta, reproductiva.
Por ejemplo en el caso del Schistosoma manzoni un gusano que es el agente que causa la esquistosomia-
sis, fundamentalmente en humanos pero también en otros mamíferos, tiene como huésped intermedio cara-
coles de especies determinadas. Así en las regiones endémicas de la esquistosomiasis en América del Sur y
del Caribe cumplen ese papel los caracoles Biomphalaria glabrata, B. straminea y B. tenagophila (Borda).
Y, para que existan el agente y el vector deben presentarse las condiciones ambientales requeridas por
ambos. Así, por ejemplo, los mencionados caracoles necesitan aguas lentas y poco profundas, y el Schis-
tosoma mansoni climas cálidos.
Entonces, para que aparezca la enfermedad en humanos se requiere la presencia del agente y del vec-
tor y, en alguna medida, ciertas condiciones socioculturales.
Otro ejemplo de la influencia del ambiente lo tenemos en una casa limpia, en la que no haya insectos
es mucho más difícil que sus moradores se enfermen que en otra sucia y llena de insectos y roedores,
vectores importantes de muchas enfermedades.
La influencia del ambiente también se hace sentir sobre el mismo potencial afectado, así una serie de
factores concomitantes hacen que con el frío del invierno aparezcan enfermedades de las vías respirato-
rias y con el calor del verano surjan enfermedades del aparato digestivo.
En la tabla siguiente, cuya fuente lamentablemente no recordamos, vemos resumidas algunas enfer-
medades, sus agentes y vectores, etc.
Enfermedad Ambiente Agente Vector Síntomas Solución
Paludismo Pantanos en zonas Protozoario (Plas- Mosquito Anofeles Fiebre, escalofríos, DDT (contamina-
tropicales y sub- modium malaria, sudor. ción). Secar panta-
tropicales Plasmodium vivax) nos. Control bio-
lógico.
Fiebre amarilla Pantanos, zonas Virus específico Mosquito Aedes Ictericia, hemorra- Lucha contra el
tropicales aegypti, Stegomia gia, fiebre. mosquito, vacuna-
fasciata ción.
Tifoidea y para- Aguas cont. con Salmonella (baci- El agua de bebida, Fiebre, diarrea Proveer agua pota-
tifoidea líquidos cloacales. lo). alimentos mal ble.
lavados Cloacas.
Mal de Chagas Ranchos, Taperas, Tripanosoma Cruzi Vinchuca Hinchazón de ojo, Luchar contra la
Mazza techos de paja, etc. (protozoario flage- lesión cardíaca, vinchuca.
lado). incapacidad.
Mal de los ras- Zona maicera Virus específico. Ácaros huéspedes Similares gripe, Combatir a los
trojos o fiebre (Chacabuco), falta de roedores hemorragias piel y roedores. Ayudar a
hemorrágica de enemigos natu- mucosas, compli- sus predadores
rales del vector. caciones neuroló- naturales, no ca-
gicas zarlos.
Esquistosomiasis Aguas lentas en Larvas del Esquis- Caracol del género Inflamación cutá- Combatir al cara-
zonas tropicales tosoma manzoni Biomphalaria nea, fiebre. Cróni- col y las larvas
co: ulceraciones (cercarias). Evitar
viscerales. aguas lentas.
Arsenicismo Aguas con mucho Arsénico Agua de bebida Ingesta crónica: Proveer agua sin
arsénico problemas dérmi- Arsénico.
cos, cáncer.
Hepatitis Agua contaminada Virus específico Agua de bebida Hígado, páncreas, Agua potable.
intestinos. Cloacas.
50. Enfermedades y ambiente.
Algunas enfermedades hídricas y sus agentes
Perdek, Joyce M.; Arnone. Russell D; Stinson, Mary K.; Tuccillo, Mary Ellen. Managing Urban Water-
shed Pathogen Contamination. EPA/600/R-03/111. Cincinnati, Ohio, 2003.
http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/virologia/poliomelitis.html
Tabla 1-5. Bacterias transportadas por el agua de interés para la salud humana y sus enferme-
dades asociadas.
Bacteria Fuente Enfermedad Efecto
Campylobacte heces de aves diarrea diarrea aguda
Escherichia coli cepa heces del ganado gastroenteritis vómitos, diarrea
O157:H7 (enteropatógena)
Legionella pneumophilia medios acuáticos legionellosis enfermedad respiratoria aguda
Leptospira (150 spp.) orina de perros, ganado y leptospirosis ictericia, fiebre (enfremedad de
aniales silvestres Weil)
Salmonella typhi heces de animales domés- fiebre tifoidea fiebre alta, diarrea, ulceración
ticos y salvajes del intestino delgado
Salmonella (~ 1700 spp.) heces de animales domés- salmonelosis diarrea, deshidratación
ticos y salvajes
Shigella (4 spp.) heces humanas shigellosisi disentería bacilar
Vibrio cholerae heces humanas asintomá- cólera diarrea extremadamente inten-
ticas sa, deshidratación
Tabla 1-6. Protozoarios transportados por el agua de interés para la salud humana y sus enfer-
medades asociadas.
Protozoario Fuente Enfermedad Efectos
Cryptosporidium heces humanas y de criptosporidiosis diarrea, muerte en
animales y pájaros poblaciones suscepti-
bles
Cyclospora heces humanas ciclosporiasis diarrea
Entqaqmoeba hitoly- heces humanas amebiasis (disentería diarrea prolongada
ca amebiana) con sangrado, absce-
sos del hígado e in-
testino delgado
Giardia lamblia heces humanas y de giaridiasis diarrea moderada a
animales y pájaros severa, nauseas, indi-
gestión
Naegleria fowleri heces de aves y meningoencefalitis inflamación del cere-
mamíferos acuáticos (PAM) bro y las meninges

Tabla 1-7. Virus transportados por el agua de interés para la salud humana y sus enfermedades
asociadas.
virus fuente enfermedad efectos
Adenovirus (48 serotipos, los tipo humanos enfermedad enfermedad respiratoria
40 y 41 son de importancia princi- respiratoria, gastroen- aguda, neumonía, conjunti-
pal) teritis vitis, gastroeteritis
Astrovirus humanos gastroenteritis vómitos, diarrea
Calicivirus (p. ej. virus Norwalk, humanos gastroenteritis vómitos, diarrea
similares al Norvalk, Sapporo y
similares al Sapporo
Enterovirus (66 tipos, p. ej. Poliovi- humanos gastroenteritis, enfermedad respiratorio,
rus, Echovirus, Coxsackievirus) anomalías cardíacas, poliomelitis, catarro común
encefalitis, conjuntivitis meningitis
Hepatitis A humanos hepatitis infecciosa ictericia, fiebre
Hepatitis E * humanos, hepatitis infecciosa ictericia, fiebre
cerdos
Reovirus humanos gastroenteritis vómitos, diarrea
Rotavirus humanos gastroenteritis vómitos, diarrea
Preventing Waterborne Disease – A Focus on EPA’s Research.Epa 640/K-93/001, Washington, 1993.
 Enfermedades y ambiente. 51.
Las bacterias son la forma de vida difundida más ampliamente. Las bacterias patógenas tienen un lar-
go de 0,4 á 14 m y un diámetro de 0,2 á 1,2 m. Las bacterias patógenas claves responsables de enfer-
medades transmitidas por el agua incluyen: Legionella, Salmonella typhi, Shigella y Vibrio cholerae.
Los virus son inactivos si están fuera de una célula huésped viviente. Los virus asociados a enfermedades
transmitidas por el agua tienen una envoltura proteica que los protege de los riesgos ambientales y su tama-
ño oscila entre los 0,02 y los 0,09 m. A diferencia de las bacterias y los protozoos tienen un único tipo de
ácido nucleico (ARN ó ADN). Los virus patógenos clave incluyen al de la hepatitis A y al virus Norwalk.
Protozoarios: son comunes en los cuerpos de agua. Son mucho más grandes que las bacterias y los virus.
Para sobrevivir a condiciones ambientales hostiles algunas especies pueden segregar una cubierta protectora
y formar un estado de reposo llamado un “quiste”. El enquistamiento puede proteger a los protozoarios de
los agentes desinfectantes y facilitar la diseminación de las enfermedades. Los protozoarios clave estudiados
como agentes de enfermedades transmitidas por el agua incluyen la Giardia y el Cryptosporidium.
Algunas enfermedades transmitidas por el agua de importancia en los EE. UU. de Norte América.
enfermedad agente microbiano síntomas generales
amebiasis protozoo (Entamoeba incomodidad abdominal y general, fatiga, diarrea,
histolyca) flatulencia, pérdida de peso
campylobacteriosis bacteria (Campylobacter fiebre, dlor abdominal, diarrea
jejuni)
cólera Bacteria (Vibrio cholerae) diarrea líquida, vómitos, ocasionalmente calambre
musculares
cryptosporiodiasis Protozoo (Cryptospori- diarrea, incomodidad abdominal
dium parvum)
Giardiasis Protozoo (Giardia lamblia) diarrea, incomodidad abdominal
Hepatitis Virus (hepatitis A) fiebre, escalofríos, ictericia, incomodidad abdomi-
nal, orina obscura
Shigellosis Bacteria (Shigella spp) fiebre, diarrea, sangre en las heces
Fiebre tifoidea Bacteria ( Salmonella Fiebre, dolor de cabeza, constipación, pérdida de ape-
typhi) tito, náuseas, diarrea, vómitos, sarpullido abdominal
Gastroenteritis abdo- Virus (Norwalk, rotavirus Fiebre, dolor de cabeza, incomodidad gastrointesti-
minal y otros nal, vómitos, diarrea.

Algunas enfermedades transmitidas por animales de interés para nuestro País

La enfermedad de Chagas (tripanosomiasis americana)
Nota descriptiva N°340 de la Organización Mundial de la Salud (OMS), Marzo de 2015
Datos y cifras
Se calcula que en el mundo hay entre 6 y 7 millones de personas infectadas por Trypanosoma
cruzi (el parásito causante de la enfermedad de Chagas), la mayoría de ellas en América Latina.
La transmisión vectorial se produce en las Américas. Los vectores son insectos de la subfamilia
Triatominae (chinches) portadores del parásito causante de la enfermedad: Trypanosoma cruzi.
Inicialmente, la enfermedad de Chagas estaba confinada a la Región de las Américas, principal-
mente en América Latina, pero en la actualidad se ha propagado a otros continentes.
Esta enfermedad se puede curar si el tratamiento se administra al poco tiempo de producirse la in-
fección.
En la fase crónica de la enfermedad, un tratamiento antiparasitario puede frenar o prevenir la pro-
gresión de la enfermedad.
Hasta un 30% de los enfermos crónicos presentan alteraciones cardiacas y hasta un 10% padecen
alteraciones digestivas, neurológicas o combinadas. Todas estas manifestaciones pueden requerir un tra-
tamiento específico.
El control vectorial es el método más útil para prevenir la enfermedad de Chagas en América La-
tina.
El cribado de la sangre es decisivo para prevenir la infección mediante las transfusiones sanguí-
neas y el trasplante de órganos.
El diagnóstico de la infección en las embarazadas, sus recién nacidos y los hemanos es esencial.
La enfermedad de Chagas, también llamada tripanosomiasis americana, es una enfermedad potencial-
mente mortal causada por un protozoo parásito el Trypanosoma cruzi. Se encuentra sobre todo en zonas
52. Enfermedades y ambiente.
endémicas de 21 países de América Latina1, donde se transmite a los seres humanos principalmente por
las heces de insectos triatomíneos conocidos como vinchucas, chinches o con otros nombres, según la
zona geográfica.
Se calcula que en el mundo hay entre 6 y 8 millones de personas infectadas, la mayoría de ellas en
América Latina, donde la enfermedad de Chagas es endémica
La enfermedad
El vector es un insecto hematófago, Triatoma Infestans, conocida popularmente con el nombre de
“vinchuca” o “chinche gaucha”, que por lo general habita en establos o viviendas precarias. Tiene la pe-
culiaridad de picar de noche y simultáneamente emite materia fecal rica en los parásitos, que han cumpli-
do parte de su ciclo vital en el insecto; la picadura no se siente, por lo que puede pasar inadvertida, pero
los parásitos ingresan al organismo humano por cualquier solución de continuidad de la piel o las muco-
sas e infectan al individuo y se desencadena la enfermedad que tiene una primera fase aguda, inmediata
después de la picadura, que dura unos dos meses, los parásitos circulan por el torrente sanguíneo y puede
generar una hinchazón típica en un ojo (Signo de Romaña, [1]), ser mortal o, incluso, pasar inadvertida.
Luego los parásitos se alojan principalmente en el músculo cardíaco y digestivo, dando lugar a alteracio-
nes digestivas y trastornos cardíacos que, con los años, pueden llegar a casuar la muerte.
El agente es un protozoo parásito el Trypanosoma cruzi,
Transmisión
En América Latina, el parásito T. cruzi se transmite principalmente por contacto con las heces infecta-
das de insectos triatomíneos que se alimentan de sangre. Por lo general, estos insectos viven en las grietas
y huecos de las casas mal construidas en las zonas rurales y suburbanas. Normalmente permanecen ocul-
tos durante el día y por la noche entran en actividad alimentándose de sangre humana.
En general, pican en una zona expuesta de la piel, como la cara, y defecan cerca de la picadura. Los
parásitos penetran en el organismo cuando la persona picada se frota instintivamente y empuja las heces
hacia la picadura, los ojos, la boca o alguna lesión cutánea abierta.
T. cruzi también se puede transmitir:
por alimentos contaminados con el parásito; por ejemplo, por el contacto con heces de triatomíneo;
por la transfusión de sangre infectada;
por la transmisión de la madre infectada a su hijo durante el embarazo o el parto;
por el transplante de órganos provenientes de una persona infectada;
por accidentes de laboratorio.
Tratamiento
La enfermedad de Chagas puede tratarse con benznidazol , y también con nifurtimox, que matan al
parásito. Ambos medicamentos son eficaces casi al 100% para curar la enfermedad si se administran al
comienzo de la infección en la etapa aguda. Sin embargo, su eficacia disminuye a medida que transcurre
más tiempo desde el inicio de la infección.
Control y prevención
No hay vacuna contra la enfermedad de Chagas. El método más eficaz para prevenirla en América La-
tina es el control vectorial. El cribado de la sangre donada es necesario para prevenir la infección por
transfusiones sanguíneas y donación de órganos.
Originalmente (hace más de 9000 años), T. cruzi sólo afectaba a los animales silvestres; fue después
cuando se propagó a los animales domésticos y los seres humanos. A causa del gran número de animales
silvestres que sirven de reservorio a este parásito en las Américas, no puede erradicarse.
En vez de ello, los objetivos de control consisten en eliminar la transmisión y lograr que la población
infectada y enferma tenga acceso a la asistencia sanitaria.
T. cruzi puede infectar a varias especies de triatomíneos, que en su mayoría viven en América. Según
la zona geográfica, la Organización Mundial de la Salud recomienda los siguientes métodos de preven-
ción y control:
rociamiento de las casas y sus alrededores con insecticidas,
mejora de las viviendas para prevenir la infestación por el vector,
medidas preventivas personales, como el empleo de mosquiteros;
buenas prácticas higiénicas en la preparación, el transporte, el almacenamiento y el consumo de
los alimentos;
cribado de la sangre donada;
pruebas de cribado en órganos, tejidos o células donados y en los receptores de éstos;
cribado de los recién nacidos y otros niños de las madres infectadas, para diagnosticar y tratar
tempranamente el problema.
 Enfermedades y ambiente. 53.
Hasta el momento, el Chagas sigue siendo una enfermedad crónica, no curable pero sí tratable si se la
detecta a tiempo. Cuanto antes se la detecte, mejor porque una vez instaladas las lesiones en el organismo,
son destructivas y no se regenera la zona afectada. En la actualidad sólo se medica para tratar el órgano
afectado.
Mientras la medicación no sea descubierta por la ciencia...Dios mediante continuará
http://www.msal.gov.ar/images/stories/ryc/graficos/0000000155cnt-07-enfermedad-de-chagas-
modulo.pdf
[1] Asociación de Lucha contra el Mal de Chagas. Enfermedad de Chagas Mazza. Bs. As., 2015. Dis-
poible en: www.alcha.org.ar – info@alcha.org.ar.
[2] Organización mundial de la salud. La enfermedad de Chagas (tripanosomiasis americana). Nota
descriptiva N°340 Marzo de 2015
[3] Crocco, Liliana; Catalá, Silvia; Martínez, María; Rodríguez, Claudia; Nattero, Julieta; López, Ana;
Estrabou, Cecilia; Sanmartina, Mariana; Spilmann, Cintia. Enfermedad de Chagas : Módulo de Actuali-
zación. UNIVERSITAS, Córdoba, Argentina. 2002. Disponible en:
http://www.msal.gov.ar/images/stories/ryc/graficos/0000000155cnt-07-enfermedad-de-chagas-
modulo.pdf

El paludismo, [4]
Datos y cifras
El paludismo, o malaria, es una enfermedad potencialmente mortal causada por parásitos que se
transmiten al ser humano por la picadura de mosquitos infectados.
En 2010, el paludismo causó cerca de 660 000 muertes (con un margen de incertidumbre que os-
cila entre 490 000 y 836 000), sobre todo en niños africanos.
El paludismo es prevenible y curable.
Gracias al aumento de las medidas de prevención y control la carga de la enfermedad se está re-
duciendo notablemente en muchos lugares.
Los viajeros no inmunes procedentes de zonas sin paludismo que contraen la infección son muy
vulnerables a la enfermedad.
Según las últimas estimaciones, en 2010 se produjeron 219 millones de casos de paludismo (con un
margen de incertidumbre que oscila entre 154 millones y 289 millones) que ocasionaron la muerte de
unas 660 000 personas (con un margen de incertidumbre que oscila entre 490 000 y 836 000). La tasa de
mortalidad por malaria se ha reducido en más de un 25% desde el año 2000 a nivel mundial, y en un 33%
en la Región de África de la OMS. La mayoría de las muertes se producen entre niños que viven en Áfri-
ca, donde cada minuto muere un niño a causa del paludismo. Las estimaciones disponibles correspondien-
tes a 2010 sobre la carga de morbilidad de los países revelan que aproximadamente el 80% de las muertes
por paludismo se produce en 14 países y que alrededor del 80% de los casos se registra en 17 países. So-
lamente Nigeria y la República Democrática del Congo dan cuenta de más del 40% del número total es-
timado de defunciones por paludismo en el mundo.
El paludismo es causado por parásitos del género Plasmodium que se transmiten al ser humano por la
picadura de mosquitos infectados del género Anopheles, los llamados vectores del paludismo, que pican
sobre todo entre el anochecer y el amanecer.
Hay cuatro tipos de paludismo humano:
Por Plasmodium falciparum;
Por Plasmodium vivax;
Por Plasmodium malariae;
Por Plasmodium ovale.
Los más frecuentes son el paludismo por P. falciparum y por P. vivax, y el más mortal el paludismo
por P. falciparum.
En los últimos años también ha habido algunos casos humanos por P. knowlesi, un parásito del mono
que aparece en zonas boscosas de Asia Sudoriental.
Transmisión
El paludismo se transmite exclusivamente por la picadura de mosquitos del género Anopheles. La in-
tensidad de la transmisión depende de factores relacionados con el parásito, el vector, el huésped humano
y el medio ambiente.
En el mundo hay unas 20 especies diferentes de Anopheles que tienen importancia local. Todos las es-
pecies importantes como vector pican por la noche. Estos mosquitos se crían en agua dulce de poca pro-
fundidad (charcos, campos de arroz o huellas de animales). La transmisión es más intensa en lugares don-
54. Enfermedades y ambiente.
de los vectores tienen una vida relativamente larga que permite que el parásito tenga tiempo para comple-
tar su desarrollo en el interior del mosquito, y cuando el vector prefiere picar al ser humano antes que a
otros animales. Por ejemplo, la larga vida y la fuerte preferencia por los humanos que presentan las espe-
cies que actúan como vector en África son la causa de que más del 85% de las muertes por paludismo se
registren en ese continente.
La transmisión también depende de condiciones climáticas que pueden modificar el número y la su-
pervivencia de los mosquitos, como el régimen de lluvias, la temperatura y la humedad. En muchos luga-
res la transmisión es estacional, alcanzando su máxima intensidad durante la estación lluviosa e inmedia-
tamente después. Se pueden producir epidemias de paludismo cuando el clima y otras condiciones favo-
recen súbitamente la transmisión en zonas donde la población tiene escasa o nula inmunidad, o cuando
personas con escasa inmunidad se desplazan a zonas con transmisión intensa, como ocurre con los refu-
giados o los trabajadores migrantes.
La inmunidad humana es otro factor importante, especialmente entre los adultos residentes en zonas
que reúnen condiciones de transmisión moderada a intensa. La inmunidad se desarrolla a lo largo de años
de exposición y, a pesar de que nunca proporciona una protección completa, reduce el riesgo de que la
infección cause enfermedad grave. Es por ello que la mayoría de las muertes registradas en África corres-
ponden a niños pequeños, mientras que en zonas con menos transmisión y menor inmunidad se encuen-
tran en riesgo todos los grupos de edad.
[1] Nota descriptiva N°94 de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Marzo de 2013

La esquistosomiasis
Vocabulario
bífido, da. (Del lat. bifĭdus). 1. adj. Biol. Que está hendido en dos partes. 2. adj. Que se bifurca.
bifurcarse. (Del lat. bifurcus, ahorquillado). 1. prnl. Dicho de una cosa: Dividirse en dos ramales, bra-
zos o puntas. Bifurcarse un río, la rama de un árbol.
cercaria. 1. f. Zool. Forma larval con cola de ciertos gusanos trematodos.
duela. (Del fr. ant. douelle, dim. de doue). 1. f. Cada una de las tablas que forman las paredes curvas
de las pipas, cubas, barriles, etc. || 2. f. Gusano platelminto del orden de los Trematodos, aplanado y de
forma casi ovalada, con una ventosa en el extremo anterior del cuerpo, en cuyo centro está la boca, y otra
en la cara interior del animal, detrás de la primera. Vive parásito en los conductos biliares del carnero y
del toro.
espora. (Del gr. σπορ ά, semilla).1. f. Biol. Célula de vegetales criptógamos que, sin tener forma ni
estructura de gameto y sin necesidad de unirse con otro elemento análogo para formar un cigoto, se sepa-
ra de la planta y se divide reiteradamente hasta constituir un nuevo individuo. || 2. f. Biol. Forma de resis-
tencia que adoptan las bacterias ante condiciones ambientales desfavorables. || 3. f. Biol. Cada una de las
células que, en un momento dado de la vida de los protozoos esporozoos, se forman por división de estos,
producen una membrana resistente que las rodea y, dividiéndose dentro de este quiste, dan origen a los
gérmenes que luego se transforman en individuos adultos.
esporozoo. (Del gr. σπόρος, semilla, y -zoo). 1. adj. Zool. Se dice de los protozoos parásitos que en
determinado momento de su vida se reproducen por medio de esporas. U. t. c. s. ||| 2. m. pl. Zool. Clase de
estos animales.
filo2. (Del gr. φύλον, raza, estirpe). 1. m. Biol. Categoría taxonómica fundamental de la clasificación
biológica, que agrupa a los organismos de ascendencia común y que responden a un mismo modelo de
organización, como los moluscos, los cordados o los anélidos.
huésped, da. (Del lat. hospes, -ĭtis). 1. . m. y f. Persona alojada en casa ajena. || 2. m. y f. Persona alo-
jada en un establecimiento de hostelería. || 3. m. Biol. Vegetal o animal en cuyo cuerpo se aloja un parási-
to. || 4. m. p. us. Mesonero o amo de posada. || 5. m. p. us. Persona que hospeda en su casa a otra.
mesenterio. (Del gr. μεσεντέριον). 1. m. Anat. Repliegue del peritoneo, formado principalmente por
tejido conjuntivo que contiene numerosos vasos sanguíneos y linfáticos y que une el estómago y el intes-
tino con las paredes abdominales. En él se acumula a veces una enorme cantidad de células adiposas.
platelminto. (Del gr. πλατύς, ancho, y ἕλμινς, -ινθος, gusano).1. adj. Zool. Se dice de los gusanos,
parásitos en su mayoría y casi todos hermafroditas, de cuerpo comúnmente aplanado, sin aparato circula-
torio ni respiratorio. El aparato digestivo falta en muchas especies parásitas, como en la tenia, y cuando lo
tiene carece de ano, como en la duela. U. t. c. s. || 2. m. pl. Zool. Filo de estos animales.
trematodo. (Del gr. τρηματώδης, con aberturas o ventosas). 1. m. Zool. Invertebrado platelminto
parásito que tiene el cuerpo no segmentado, tubo digestivo ramificado y sin ano, dos o más ventosas y a
 Enfermedades y ambiente. 55.
veces también ganchos que le sirven para fijarse al cuerpo de su huésped; p. ej., la duela. U. t. c. adj. || 2.
m. pl. Zool. Orden de estos animales.
La esquistosomiasis es una enfermedad parasitaria crónica causada por gusanos planos del género
Schistosoma. Al menos 230 millones de personas necesitan tratamiento cada año y al menos el 90% de las
mismas vivirían en el África, {6}.
El número de personas tratadas contra la esquistosomiasis aumentó de 12,4 millones en 2006 a
33,5 millones en 2010.
Corren el riesgo de contraer la infección las personas que realizan actividades agrícolas, domésti-
cas o recreativas que las exponen a aguas infestadas.
La falta de higiene y las actividades lúdicas hacen que los niños sean especialmente vulnerables a
la infección.
El agua potable y un saneamiento adecuado reducen el contacto con las aguas infestadas y la con-
taminación de las fuentes de agua.
El control de la esquistosomiasis se centra en reducir los casos de la enfermedad mediante el trata-
miento periódico y focalizado con prazicuantel.
Las investigaciones llevadas a cabo en la primera década de este siglo demostrarían que, gracias a
Dios, nuestro Señor, no existe transmisión de esta enfermedad ni en la zona argentino-paraguaya de la
represa de Yacyretá ni en la argentino-uruguaya de Salto Grande, {5} .
La esquistosomiasis fundamentalmente es una enfermedad incapacitante aunque puede derivar en la
muerte del paciente.
Aunque el hombre es el huésped definitivo de los esquistosomas y su reservorio que tiene real impor-
tancia epidemiológica, también se encontraron roedores, marsupiales, carnívoros, primates y bovinos con
infección natural. Pero no se tiene información de focos de transmisión donde no exista primariamente
una contaminación de los criaderos de caracoles con heces humanas, {1}.
El esquistosoma es un trematode, es decir un gusano, generalmente aplanado en estado adulto.
Con las heces de los individuos parasitados, se liberan al exterior los esquistososmas en forma de hue-
vos, En el agua dentro del huevo se desarrolla el miracidio que es el primer estado larval, ciliado y nada-
dor libre del esquitosoma, emerge del huevo y va en busca de un caracol de especies determinadas, {3}.
En las regiones endémicas de la esquistosomiasis de América del Sur y el Caribe actúan como transmiso-
res los caracoles planórbidos Biomphalaria glabrata, B. straminea y B. tenagophila {1} que actúan como
huéspedes intermediarios para continuar su ciclo vital. Por metamorfosis en el caracol el miracidio devie-
ne en una espora (en inglés spororcyst), que es una estructura membranosa, a manera de una bolsa, con-
teniendo células germinales que se desarrollan internamente durante varias generaciones sucesivas y dan
lugar a otros tipos larvales: las cercarias. La cercaria es la siguiente forma larval en el desarrollo de estos
trematodes, es diminuta, tiene la forma de un gusano con una cola, de allí que se la llame también “furco-
cercaria”, {3}, esta cola es bífida, es decir está dividida en dos.
La cercaria nada hacia la luz del sol ascendiendo a la superficie del agua en las horas más cálidas del
día, {4}, el medio ideal para las mismas son las aguas dulces y lentas, con velocidades menores a 10 Km
por hora, en general agua de lagunas, arroyos de poca corriente, aguas casi estancadas de esteros, de em-
balses, aguas de regadíos y afines, {3} y {5}.
Basta introducir cualquier parte del cuerpo, desde un dedo al cuerpo entero, en el agua para que la cer-
caria se introduzca por los poros de la piel, y la persona adquiera la enfermedad, pues el parásito pasa a la
sangre, sigue su evolución madura hasta convertirse en adulto y se aloja en las venas que irrigan los intes-
tinos o la vejiga y la hembra es capaz de liberar hasta 300 huevos por día que se terminan liberando con
las heces o la orina, cerrándose el ciclo, {3}.
Pese a los esfuerzos por controlarla, como consecuencia de las migraciones internas de poblaciones de
condiciones sociales y económicas precarias, la esquistosomiasis se ha expandido en el Brasil hacia los
estados más meridionales, ubicados en la cuenca del Río de La Plata, vecinos con el Paraguay, la Argen-
tina y el Uruguay, {5}.
Las investigaciones llevadas a cabo en la primera década de este siglo XXI demostrarían que, gracias a
Dios, nuestro Señor, no existe transmisión de esta enfermedad ni en la zona argentino-paraguaya de la
represa de Yacyretá ni en la argentino-uruguaya de Salto Grande, aunque se han encontrado caracoles del
género Bimphalaria susceptibles de infección; por ello se sugiere establecer controles sanitarios que evi-
ten la llegada de personas infectadas y con ellas el parásito, {5}.
Hay cinco grandes especies de esquitosomas distribuidas en la zona tropical y subtropical del mundo ,
y según la especie la esquistosomiasis puede ser intestinal o urogenital, como se resume en la tabla si-
guiente , {6}.
56. Enfermedades y ambiente.
Especies Distribución geográfica
Esquistosomiasis in- Schistosoma mansoni África, Oriente Medio, Caribe, Brasil,
testinal Suriname, Venezuela
Schistosoma japonicum China, Filipinas, Indonesia
Schistosoma mekongi Varios distritos de Cambodia y la Re-
pública Democrática Popular Lao
Schistosoma intercalatum y su Zonas de pluvisilva de África central
congénere S. guineansis
Esquistosomiasis uro- Schistosoma haematobium África, Oriente Medio
genital
Tabla: Especies de parásitos y distribución geográfica de la esquistosomiasis, {6}.
Están en riesgo de contraer la enfermedad todas las personas que tomen contacto con agua infestadas
por cercarias del esquistosoma: trabajadores agrícolas, pescadores, amas de casa en sus tareas domésticas,
niños que juegan en esas aguas, etc. Los movimientos de refugiados y las migraciones introducen la en-
fermedad en zonas nuevas, lo mismo ocurre por la ejecución de planes llamados de desarrollo que produ-
cen modificaciones del ambiente que favorecen a la aparición de la enfermedad, {6}.
Los síntomas de la esquistosomiasis son causados por la reacción del organismo a los huevos del gu-
sano, y no por el gusano en sí mismo. Van desde el dolor abdominal, diarrea y sangre en las heces o la
orina, retraso de crecimiento y problemas de aprendizaje en los niños, afectar la capacidad de trabajo en
los adultos, etc., hasta la muerte en algunos casos. En el África subsahariana hay más de 200 000 muertes
al año por esquistosomiasis, {6}.
La prevención y el control de la esquistosomiasis se basan en la quimioprofilaxis, el control de los ca-
racoles, la mejora del saneamiento y la educación sanitaria, {6}.
Como ANEXO II, al final, traducimos un trabajo del Centro de Control de Enfermedades de los Esta-
dos Unidos de Norte América que aclara el ciclo vital del esquistosoma y las posibles consecuencias de la
enfermedad, {7}.
Cabe notar que existen otras enfermedades parasitarias transmitidas por gusanos, por ejemplo la fas-
ciolasis afecta a gran cantidad de animales herbívoros (especialmente ovinos, caprinos), omnívoros (ratas,
etc.) y ocasionalmente al hombre, que junto con los bovinos, es relativamente resistente a la enfermedad.
La origina el trematode Fasciola hepatica, ( en distintas regiones de nuestro País se lo llama Saguaypé,
palomilla del hígado, corrocho, chonchaco). Su huesped definitivo es un mamífero, en el que llega a su
estado adulto y produce hasta 20.000 huevos por día que son evacuados con la materia fecal, si la tempe-
ratrua y humedad del ambiente del huevo resulta una forma larval, el miracidio, que parasita como hues-
ped intermediario a caracoles del género Limmaea, que viven en el barro húmedo o en aguas poco pro-
fundas y no estancadas; en los caracoles evoluciona hasta transformarse en cercaria y vuealve al medio
externo, donde se enquista formando metacercarias que son ingeridas junto con el pasto por el mamífero,
pasando a la forma de fasciolas juveniles y migrando desde los intestinos a los conductos biliares, donde,
ya adultos, ponen los huevos, cerrándose el ciclo, {2}. La temperatura y la humedad ambientes condicio-
nan la existencia de los caracoles y los parásitos, la temperatura debe ser mayor a los 10ºC y la humedad
abundante Las consecuencias de la enfermedad en los animales pueden ser desde poco importantes hasta
la muerte, ocasionando pérdidas más o menos graves en el eso de los animales, la calidad de la lana o de
la leche, hasta la muerte misma, {2}.
Bibliografía
{1}Borda, C. Edgardo - Rea, María J. F. - Mosqueda, Luis A. - Benitez, Osvaldo. Hospederos inter-
mediarios y definitivos de Schistosoma mansoni en la provincia de Corrientes, Argentina. Universidad
Nacional del Nordeste. Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006
{2} Fermín V. Olaechea Fasciola hepática Red de Helmintología de FAO para América Latina y el
Caribe. Conferencia Electrónica 2004. Septiembre 2004
{3} Moreno González, Fidel. El mal de las represas. Departamento de epidemiología y zoonosis del
Ministerio de Salud y Bienestar Social. Asunción del Paraguay, 1.980.
{4} Mosby's Medical Dictionary, 8th edition. © 2009, Elsevier. en: http://medical-
dictionary.thefreedictionary.com/Cercariae
{5} Borda, C. Edgardo ;Rea, María J. ; Benitez, Osvaldo D. ;Mosqueda, Luis A. S. Situación epide-
miológica de la esquistosomiasis en la Argentina, Paraguay y Uruguay. Universidad Nacional del Nor-
deste. Secretaria General de Ciencia y Técnica. Corrientes, 2.009.
{6} Organización Mundial de la Salud (OMS). Esquistosomiasis Nota descriptiva N°115. Actualiza-
ción de enero de 2012
 Enfermedades y ambiente. 57.
{7} Center for Disease Control and Prevention. Parasites – Schistosomiasis – Bology disponible en :
http://www.cdc.gov/parasites/schistosomiasis/biology.html
{8} Calderón, Enrique. Enfermedades hídricas. 1er. Coloquio sobre optimización de aguas para la in-
gestión humana. Instituto Verificador de Elaboración de Soda en Sifones. Mar del Plata, 1984.
{9} Trelles, Rogelio A.; Moya, Ignacio L. Bases del saneamiento rural. 2ª edición. EUDEBA – CEA.
Buenos Aires, 1982.
ANEXO I
Calderón, Enrique. Enfermedades hídricas. 1er. Coloquio sobre optimización de aguas para la inges-
tión humana. Instituto Verificador de Elaboración de Soda en Sifones. Mar del Plata, 1984.
Las enfermedades hídricas se producen por ingestión de agua o hielo contaminados o por contacto
(natación, baño etc.) con gérmenes o substancias químicas.
Por ingestión:
1.) infecciones por bacterias enterotoxigénicas o enteroinvasoras, virus y protozoos;
2.) intoxicaciones causadas por substancias químicas o toxinas producidas por microorganismos.
Por contacto:
Se trata por lo general de infecciones causadas por microorganismos que penetran en la piel o invaden
lesiones cutáneas, vías urinarias, ojos, oídos y se multiplican o emigran a otros tejidos donde proliferan.
También se consideran en este grupo las erupciones o irritaciones cutáneas producidas por gérmenes o
substancias contenidas en el agua.
Un brote de infecciones hídricas es un incidente en el cual:
1) dos o más personas evidencian síntomas similares después del consumo de agua, y
2) la evidencia epidemiológica implica al agua como fuente de la enfermedad.
Un caso único de intoxicación por un producto químico constituye un caso de enfermedad hídrica si
los estudios de laboratorio indican que el agua está contaminada con esa misma substancia.

ANEXO II, traducido de {7}.

Los huevos son eliminados con las heces o la orina (1). En condiciones óptimas los huevos se incuban
y liberan miracidios (2), que nadan y penetran en caracoles específicos que actúan como huéspedes in-
termedios (3). Las etapas en el caracol incluyen dos generaciones de esporas [en inglés sporocysts] (4) y
la producción de cercarias (5). Al salir del caracol la cercaria infecciosa nada y penetra por la piel del
huésped humano (6), y se desprende de su cola bifurcada, transformándose en esquistosómulo [en inglés
schistosomulum] (7). Los esquistosómulos migran a través de diferentes tejidos y estados / etapas a su
residencia en las venas (8), (9). En los seres humanos los gusanos adultos se radican en venillas del me-
58. Enfermedades y ambiente.
senterio en ubicaciones varias, que a veces parecen ser específica para cada especie (10). Por ejemplo S.
japonicum se encuentra más frecuentemente en las venillas mesentéricas superiores que drenan el intesti-
no delgado (A) y S. mansoni es más común en las venillas mesentéricas superiores que drenan el intestino
grueso (B). No obstante ambas especies pueden ocupar cualquiera de las dos ubicaciones y son capaces
de moverse de lugar, así es que no se puede establecer inequívocamente que una especie aparezca única-
mente en una ubicación. S. haematobium aparece más a menudo en el plexo venoso de la vejiga (C), pero
también se lo puede encontrar en las venillas rectales. Las hembras (de 7 a 20 mm, siendo ligeramente
más chicos los machos) depositan sus huevos en las venillas pequeñas de los sistemas porta y perivesical.
Progresivamente los huevos son movidos hacia el lumen del intestino S. mansoni y S. japonicun) y de la
vejiga y los uréteres (S. haematobium) y son eliminados con las heces o la orina, respectivamente, (1). La
patología de la esquistosomiasis por S. mansoni y de S. japonicum incluye la fiebre de Katayama, granu-
lomas hepáticos perisinusoidales por los huevos, fibrosis de Symmer del tronco del conducto periportal,
hipertensión portal y, ocasionalmente, granulomas embólicos pr huevos en el cerebro o la médula espinal.
La patología de la esquistosomiasis por S. haematobium incluye: hematuria, cicatrizamiento, calcifica-
ción, carcinoma de células escamosas ¿? y ocasionalmente granulomas embólicos por huevos en el cere-
bro o la médula espinal.
El contacto humano con el agua es necesario para la infección por esquitosomas. Diversos animales,
como los perros, los gatos, los roedores, los cerdos, los caballos y las cabras sirven como reservorio para
el S. japonicum y los perros para el S. mekongi.

Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, a la Virgencita, su Mamá, y a mis Padres.

Bs. As. 2 IV 2016. Ing. Juan Manuel Sánchez.
Rogando a Dios nuestro Señor y a la Virgencita por los que combatieron heroicamente en nuestras Islas
Malvinas y pidiéndoles que nuestras islas y mares australes (Malvinas, Georgia del Sur, Shetland del Sur,
Navarino, Picton, Lenox,etc.) vuelvan pronto a nosotros: Ing. Juan Manuel Sánchez
---o---
 Microbiología del agua potable (borradores) 59.
MICROBIOLOGÍA DEL AGUA POTABLE (borradores)
De los apuntes de la materia: Microbiología Industrial, a cargo de la Dra. Huergo. FIUBA. Curso
1.992. Modificados.
Los microorganismos pueden: ser benéficos para el ser humano, p.ej. las bacterias intestinales que sin-
tetizan ciertas vitaminas como la B12 (Montes, Dr. Adolfo Leandro. Curso de bromatología. Proel, Bs.
As. 1.964), otros son inocuos y otros originan enfermedades, que pueden ser entéricas (entérico: pertene-
ciente o relativo a los intestinos. P. Ej. el cólera, la disentería, etc.) o no entéricas (p. ej. la poliomielitis).
Normalmente los microorganismos patógenos están muy bien adaptados al organismo de los mamífe-
ros y, en particular, del hombre y aparecen en el medio como consecuencia de deyecciones de los mis-
mos, es decir de animales y de humanos, pero también como consecuencia de descomposición de cadáve-
res y de restos animales o humanos en general.
Normalmente la presencia de los microorganismos patógenos en los cuerpos de agua se caracteriza por:
1) llegan esporádicamente, al hacerlo las deyecciones de los enfermos o de portadores sanos,
2) su vida en el agua libre suele ser corta, principalmente por ser un medio muy diferente al interno de
los mamíferos, pero, además, como consecuencia de radiación solar, predadores naturales, etc.
3) su número suele ser reducido,
4) su detección mediante técnicas analíticas es difícil, en particular por:
a) lo visto de 1 á 3,
b) requerir técnicas especiales y específicas, es decir diferentes para cada tipo de microorganismo a
detectar,
c) necesitar medios de cultivo específicos.
Por ello se recurrió a microorganismos que pudiesen servir de indicadores de probable presencia de los
que son patógenos, no porque ellos lo fueran sino porque, al tener un origen entérico su presencia en el
medio indica posible existencia en el mismo de excretas frescas.
Así surgen las bacterias coliformes, caracterizadas por:
1) ser huéspedes habituales del intestino grueso de los mamíferos y, en particular, para el hombre, por
lo que son relativamente inocuas para los mismos,
2) son fáciles de aislar y cultivar en el laboratorio,
3) su concentración en el agua está relacionada con la de los patógenos,
4) su vida media en el agua es más prolongada que la de la mayoría de los microorganismos patóge-
nos, pero no excesiva (¿12 días?)
Las bacterias coliformes son Gram negativas 1, aerobias y facultativas, no esporuladas y fermentan la
lactosa a temperaturas entre 35 ý 37ºC produciendo ácido y gas.
Los géneros que componen este grupo son: Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter,
Edwarsiella.
Escherichia y, ocasionalmente, Klebsiella, son capaces de fermentar la lactosa a las temperaturas indi-
cadas y también á 44,5ºC; éstos son los llamados coliformes fecales y son los únicos de origen estricta-
mente intestinal, los otros géneros también se encuentran en suelos y vegetales. Por esto los coliformes
fecales son los únicos que dan certeza de contaminación con materia fecal.
Para su detección en laboratorio se emplea un método estadístico: en tubos de ensayo se siembran di-
ferentes volúmenes de muestra (p. ej. 10 ml; 1 ml; 0,1 ml) en un medio adecuado (caldo de Mc Conkey)
que inhibe a los microorganismos Gram positivos(mediante taurocolato de sodio), contiene lactosa, un
indicador ácido / base (púrpura de bromo cresol) que al cambiar de color nos indica la presencia de ácido
y un tubito de vidrio (tubo de Durham) para indicar la generación de gas.
La presencia de coliformes totales se detecta, luego de incubar durante 24 á 48 horas á 37 ºC, al cam-
biar de color el indicador y recogerse gas en el tubito. Se dice que los respectivos tubos dieron positivo.

1 Coloración de Gram: permite dividir a las bacterias en dos grandes grupos: Gram positivo ý Gram negativo según
el color que adquieren los preparados hechos a partir de sus cultivos puros.
En forma muy sintética consiste en colorear el preparado con un colorante A (violeta de gensiana o cristal violeta),
aplicar un mordiente ( o sea un fijador del color, lugol: I + IK), luego lavarlo con alcohol o acetona, enjuagarlo y
aplicar un segundo colorante B (Safranina).
Si el preparado queda violeta se dice que las bacterias son Gram positivas. Si el preparado toma el color de la Safra-
nina, de color entre el rojo y el rosado ¿?, se dice que son Gram negativas.
La explicación residiría en la pared celular: en las Gram negativas la pared celular tiene lípidos que son disueltos por
el alcohol del lavado, permitiendo que salga el colorante violeta y sea reemplazado por la Safranina. En la pared de
las Gram positivas no existen los lípidos, por lo que el alcohol se limita a ejercer un efecto astringente que favorece
la retención del cristal violeta y el preparado no resulta coloreado por la Safranina.
5 Microbiol. a 21 III 2015 4 IX 2016 II
60. Microbiología del agua potable (borradores)
De los tubos positivos se extrae una muestra y se vuelven a sembrar tubos, cada uno con caldo de Mc
Conkey y el tubito de Durham correspondiente, que ahora se incuban durante 48 horas á 44 ºC ± 0,5 ºC.
Los tubos que contengan coliformes fecales darán positivo en esta segunda tanda.
Sabiendo el número de tubos sembrados, condiciones de los mismos (cantidad de muestra empleada y
concentración de nutrientes en el medio) y número de tubos positivos se entran en tablas que informan el
número más probable de bacterias coliformes totales, en la primera tanda, ó coliformes fecales, en la se-
gunda, por cada 100 ml de muestra.
Existen otras técnicas para determinar coliformes en una muestra, incluso por filtración sobre mem-
brana y posterior recuento ¿?.
Virus y protozoos...
Otras fuentes:
Sargeant, Debby. Fecal Contamination Source Identification Methods in Surface Water. Ecology
Report #99-345. Washington State Department of Ecolog., Oct. 1999.
Apéndice A Indicadores microbiológicos ,
La flora bacteriana puede variar entre individuos de una misma especie, según su dieta y el sito en
donde vive, si el medio es hospitalario las bacterias pueden colonizar otros animales.
Tabla 3: número de bacterias viables encontradas en las heces de animales adultos: logaritmo de [or-
ganismos] viables contados por gramo de heces * (Todar, 1998).

Animal Escherichia coli Clostridium perfringens Streptococci Bacteroides Lactobacilli

Vacunos (cattle) 4,3 2,3 5,3 0 2,4
Ovejas (sheep) 6,5 4,3 6,1 0 3,9
Caballos (horses) 4,1 0 6,8 0 7,0
Cerdos (pigs) 6,5 3,6 6,4 5,7 8,4
Pollos (chickens) 6,6 2,4 7,5 0 8,5
Conejos (rabbits) 2,7 0 4,3 8,6 0
Perros (dogs) 7,5 8,4 7,6 8,7 4,6
Gatos (cats) 7,6 7,4 8,3 8,9 8,8
Ratones (mice) 6,8 0 7,9 8,9 9,1
Humanos (humans) 6,7 3,2 5,2 9,7 8,8
* Valores medios (median values) de 10 animales.
Modificado a partir de Rosebury, T. 1.962. Microorganisms Indigenous to Man. McGraw-Hill, Nueva
York.
Creo que puede ser de interés acceder a las citas siguientes de la bibliografía del mismo trabajo:
Broward County Department of Natural Resource Protection, 1999. The Causes of Bacteria In Our
Waterways. Broward County Department of Natural Resource Protection, Fort Lauderdale, Florida. Di-
rección de Internet: http://www.co.broward.fl.us/dni02002.htm
Traté de acceder, no logré encontrar el trabajo.
Coyne, M.s. et al. The Fecal Coliform / Fecal Streptococci Ratio (FC/FS) and Water Quality in the
Bluegrass Region of Kentucky. Soil and Science News & Views, Vol. 15, No. 9Internet:
http://hermes.ecn.purdue.edu:8001/cgi/cnvwqtest?soil-15-9.ky.ascii
No puedo entrar, la universidad de Purdue es famosa por temas de Ing. Sanitaria.
Fletcher, M.P. et al. 1999 Microbial Indicators and Phytoplankton and Bacterial Communities as Evi-
dence of Contaminatioon Caused by Changing Land Use Patterns. Baruch Institute, University of South
Carolina. Internet:
http://inlet.geol.sc.edu/luces2/fletcher.htm
Según la Dra. Toja, curso de Limnología, Zaragoza, 1.984:
Las bacterias indicadoras que se elijan deben reunir los siguientes requisitos:
a) deben estar presente siempre que lo estén los gérmenes patógenos en cuestión,
b) deben encontrarse en número muy superior a las bacterias patógenas,
c) deben reaccionar de la misma forma y en el mismo grado frente a las condiciones ecológicas del
medio hídrico natural,
d) deben ser más resistentes que las bacterias patógenas a los procesos de depuración y esterilización,
por lo que serán igualmente útiles en las aguas naturales y tratadas,
e) deben ser determinados mediante análisis relativamente sencillos, rápidos y económicos,
f) deben prestarse tanto a la determinación cuantitativa como a la diferenciación cualitativa,
 Microbiología del agua potable (borradores) 61.
g) su desarrollo en medios de cultivo artificiales debe producirse sin ser interferidos por la presencia
de otras especies.
La presencia de coliformes no fecales indica contaminación fecal antigua y puede ser útil como indi-
cadora de defectos en el tratamiento y la distribución de agua.
Proporción de las especies indicadoras típicas en las aguas residuales domésticas.
Eschericchia coli 100.000 a 1.000.000 por ml
Streptococcus faecalis * 1.000 a 100.000 por ml
Clostridium welchii ** 100 a 10.000 por ml
*pertenece al grupo de los enterococos o estreptococos fecales:
su presencia confirma que los coliformes detectados son fecales, además:
reconocen contaminación no reciente,
son más resistentes que las coliformes a la desinfección con cloro, por ende útiles para estudios de
aguas potabilizadas, de piscinas y balnearios,
sobreviven más tiempo en aguas salobres que las coniformes.
**pertenece al grupo de bacterias aerobias reductoras de sulfito, sus esporas son más resistentes a la
cloración, se recomienda su uso en muestras que contengan substancias tóxicas, en el análisis de muestras
cuyo traslado al laboratorio se demore más de 12 horas, en el análisis de lodos procedentes de vertidos de
posible origen fecal
Bacterias aerobias totales que crecen en medios universales a 22 y a 37 ºC son útiles para calificar la
eficiencia de las operaciones de los distintos métodos de tratamiento de las aguas.
Sloat, Sharon; Ziel, Carol. The Use of Indicator Organisms to Assess the Safety of Public Water. Hach
Company, Loveland. 1987.
Criterios que debe reunir un organismo para predecir confiablemente un riesgo para la salud:
1. el organismo debe estar asociado exclusivamente y de manera consistente (¿?)con las fuentes intes-
tinales de los organismos patógenos,
2. debe ocurrir en número mayor que el patógeno,
3. debe ser más resistente a las tensiones ambientales y persistir durante más tiempo que los patóge-
nos,
4. no debe proliferar a una extensión mayor en el ambiente,
5. deberían existir métodos simples, confiables, y baratos para la detección, cuantificación e identifi-
cación del organismo indicador.
Vida media de diferentes bacterias en agua de pozo :
Bacterias coliformes 17 horas
Salmonella typhi 6 horas
Vibrio cholerae 7,2
Shigella spp. y otras especies de Salmonella 16 a 27 horas

Familia enterobacteriáceae
no coliformes, géneros principales:
Shigella
Yersinia
Providencia
Salmonella
Serratia
Proteus
coliformes
totales:
Escherichia
Citrobacter
Klebsiella
Enterobacter
fecales:
Escherichia coli
Citrobacter freundii
Klebsiella pneumoniae
62. Microbiología del agua potable (borradores)

Curso de microbiología FIUBA:

para detección de coliformes no fecales de los tubos + en caldo de Mc Conkey incubados a 37 ºC se
extrae una muestra con el ansa y se siembran tubos con caldo de Koser, que contiene citrato, en el que no
desarrollan las fecales, se incuba a 37 ºC durante 48 horas y se consideran + los que desarrollan turbiedad
y viraje del indicador.

Gracias a Dios, nuestro Señor, su Mamá la Virgen María y a mis Padres:

Ing. Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 16 VII 2.009 Fiesta de Nuestra Señora del Carmen.
 Determinación de bacterias coliformes. 63.

Determinación de coliformes por el método de fermentación en tubos múltiples.

El tamaño de los tubos, la concentración del caldo y la cantidad de muestra sembrada por tubo
depende de la concentración de microorganismos en el líquido ensayado.
El número de tubos por volumen de muestra sembrada depende de la precisión requerida, mayos
cantidad de tubos resulta en mayor precisión pero más costos. Debe elegirse un volumen de muestra a
sembrar por tubo tal que se obtengan tanto resultados positivos como negativos en todo el intervalo a
ensayar. Se sugiere emplear los siguientes volúmenes de muestra: 1) para aguas naturales no
contaminadas 0,1ml, 1,0ml y 10ml, con lo que se cubre un intervalo de <2 hasta 22.400 coliformes cada
100ml; 2) agua cruda superficial contaminada 0,001ml, 0,01ml, 0,1ml y 1ml, con los que cubre un
intervalo de 20 á 240.000 coliformes cada 100ml. Para volúmenes a sembrar menores de 0,1ml se debe
diluir la muestra con agua estéril adecuada, [1].
Otros autores, [2], indican, p. ej. para agua corriente emplear una serie de cinco tubos grandes
conteniendo caldo con doble concentración, en cada uno de los cuales de sembrarán 10ml de muestra, y
dos tubos pequeños con caldo con concentración simple, unos se sembrará con 1 ml y el otro con 0,1 ml.
Se usa doble concentración para evitar la dilución excesiva del medio al agregar un volumen grande de
siembra.
Se incuban á temperatura de 35 + 0,5ºC, [1], ó 37ºC, [2], durante 24 horas, si no hay tubos positivos se
extiende la incubación 24 horas más.
Se consideran positivos aquellos en los que se produjo ácido, evidenciado por cambio de color, de
violeta a amarillo en el caso de usar púrpura de bromocresol, y gas, mostrado por la formación de una
burbuja en el tubo de Durham, [2].
A partir de la dilución de la muestra, si es que se la practicó, del tamaño y número de tubos
sembrados, la cantidad de muestra sembrada en cada uno y el número de tubos positivos se calcula “el
número más probable de unidades formadoras de colonia” por cada cien mililitros, en general indicado
como “nmpufc/100ml”; una unidad formadora de colonia indica, teóricamente una célula de la bacteria
que se trate capaz de multiplicarse y dar lugar a una colonia en un medio adecuado.
Un ejemplo sencillo [3] :
Se sembraron: cinco tubos con 10ml de muestra cada uno, otros cinco con 1ml y otros 5 con 0,1ml.
Todos los cinco tubos con 10ml dieron resultado positivo, resultaron positivos tres de los cinco con 1ml y
ninguno de los de 0,1ml; entresacando algunos renglones de la tabla 1
Límites de confianza
Nº de tubos que da reacción positiva
Índice n. m. p. por 95%
cinco tubos cinco tubos cinco tubos de 100ml
inferior superior
de 10ml de 1ml 0,1ml
0 0 0 <2 --- ---
<0,5
0 0 1 2 7(10)
(1,0)
<0,5
0 2 0 4 11 (13)
(1,0)
...
5 2 2 94 (90) 28 (40) 220 (250)
5 3 0 79 (80) 25 (30) 190 (250)
5 3 1 110 (110) 31 (40) 250 (300)
...
640 5.800
5 5 4 1.600 (1.600)
(600) (5.300)
5 5 5 >2.400 (>1.600) --- ---
Índice del N.M.P y límites de confianza del 95% para 3 series de 5 tubos cada una, sembrados con
10ml, 1ml y 0,1ml, cada tubo, [4]. Entre paréntesis los valores correspondientes según [5].
Entonces, en este caso resulta que el número más probable de unidades formadoras de colonia por
cada 100ml es 79 nmpufc/100ml.
En caso de haberse sembrado otros volúmenes en cada juego de tubos hay que hacer la corrección
correspondiente. P. ej. si en vez de 10ml, 1ml y 0,1ml se hubiesen sembrado 0,01ml, 0,001ml y 0,0001ml
respectivamente con el mismo resultado en cuanto a positivos sobre el total, es decir 5, 3 y 0, se

6 Ensayos para coliformes 2 IV 2016 ¡Viva la Patria! 4 IX 2016

64. Determinación de bacterias coliformes.
multiplica por 10 el número indicado en la tabla y se divide por el volumen sembrado los tubos
correspondiente al primer juego de tubos, en este caso 0,01:
NMP/100ml = 79 x 10/0,01 = 79.000
Notemos que es el número más probable, no el que realmente existe, de las bacterias correspondientes
por cada 100 ml.
En la figura 1 tratamos de resumir el contenido de cada tubo antes de sembrarlos, a partir de lo
explicado en [2], antes de emplearlos se los esteriliza convenientemente. En la figura 2 procuramos
mostrar el método en su conjunto.

Figura 1.

Figura 2

Bibliografía
[1] L.J. Britton and P.E. Greeson, Editors Techniques of Water-Resources Investigations of the United
States Geological Survey. Chapter A4. Methods for collection and analysis of aquatic biological and
 Determinación de bacterias coliformes. 65
microbiological samples. U.s. Geological Survey. Servicio geológico de los EE. UU. de N.A. Dallas,
1987. Disponible en:
http://pubs.usgs.gov/twri/twri5a4/html/toc.html
[2] Huergo et al. Curso regular de Microbiología Industrial. Facultad de Ingeniería. Universidad de
Buenos, 1992.
[3] Centro Regional de Ayuda Técnica. Procedimientos Simplificados para el Examen de
Aguas.American Water Works Association, Inc.México, 1966.
[4] Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Microbiological
Methods for Monitoring the Environment. Water and Wastes. EPA/600/8-78/017. Cincinnati, 1998.
[5]. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. APHA-AWWA-WEF. 20ºEd.,
Nueva York. 1.998.
Métodos de detección mediante filtración por membrana.
Se basan en filtrar un volumen determinado del líquido a
analizar, por ejemplo 100 ml en el caso de agua potable, usando un
filtro de membrana con un tamaño de poro que asegure la retención
de los microorganismos en el mismo, p. ej. la membrana filtrante
puede ser de éster de celulosa, de 47 mm de diámetro y 0,45 m de
tamaño de poro, no obstante el material y el tipo de filtro a usar
depende de cada método. En la figura 1 hemos tratado de
representar el esquema de un aparato de laboratorio para filtración
al efecto.
Terminada la fitración se coloca la membrana en una placa
sobre agar sólido o sobre una almohadilla absorbente saturada de
caldo y se la incuba a una temperatura fijada durante 24 ó
48horas.
Luego se observan las colonias de bacterias que han crecido en
la placa buscando las de interés en función de su tamaño,
fluorescencia o color, para lo que se las ilumina con una luz de
longitud de onda adecuada, p. ej. espectro visible, ultra violeta de
Figura 1.
onda larga etc., tal como hemos tratado de dibujar en la figura 2, y
se cuenta su cantidad.
Finalmente se calcula el número de microorganismos de interés,
p. ej.. Escherichia coli, por 100 mililitros de muestra mediante, [1]:
Número de colonias de E . coli
E . coli / 100 ml 100
Volumen de muestra filtrada (mL)
Figura 2.
Las condiciones específicas mencionadas, como tiempos de incubación, temperaturas, variables a
observar, etc. dependen del microorganismo a determinar y el método empleado. En la tabla 1 incluimos
algunos ejemplos extraídos de técnicas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de
Norte América.
Medio MI: En él se incluyen dos substratos enzimáticos, el 4-Metilumberiferil- -Dgalactopiranósido
(MUGal) (o fluorógeno)que al ser degradado por la enzima -galactosidasa de las coliformes totales
genera fluorescencia bajo luz ultravioleta de onda larga (366nm) y el Indoxil- -D-glucoronido (IBDG) (o
cromógeno) al ser degradado por la enzima -glucuronidasa de la E. coli genera un color azul.
Medio mTECmodificado(agar para Escherichia coli termotolerante): contiene un cromógeno (es decir
una substancia que genera un color determinado ante condiciones específicas, en este caso el 5-bromo-6-
cloro-3-indolyl- -D-glucuronido), que es catabolizado por la encima -D-glucuronidasa de la E. coli a
ácido glucurónico produciendo un compuesto rojo ó magenta.

Métodos que emplean la detección de regiones específicas del DNA de la especie de interés.
Dado que éstos métodos no distinguen entre células viables y no viables sus resultados no se
correlacionan necesariamente con los de los métodos de cultivo tradicionales, pero sí se correlacionan con
el riesgo de enfermedades mencionado antes. Requieren un equipamiento complejo y no son técnicas
sencillas. Su gran ventaja está en la rapidez, mientras con ellos se obtienen los resultados a las tres o
cuatro horas, con los métodos convencionales se demoran veinticuatro a cuarentiocho horas, [5].
66. Determinación de bacterias coliformes.

Método Microorganismo Objetivo Medio de Temperatura y Tiempo Se cuentan:

a buscar cutivo de incubación
1103.1, Escherichia coli aguas naturales de recreación, mTEC 35°C ± 0,5°C durante 2 colonias de colores amarillo, amarillo
[1]. no sirve para aguas residuales desinfectadas ± 0,5 horas para verdoso o amarillo amarronado
recuperar a las bacterias observadas bajo lámpara fluorescente
dañadas o estresadas, y blanca
luego se la incuba a
44,5°C ± 0,5°C durante
22 ± 2 horas
1603, Escherichia coli aguas naturales de recreación, dulces, de mTEC, 35°C ± 0,5°C durante 2 colonias de color rojo ó magenta
[2]. estuarios o marinas modificado ± 0,5 horas para
recuperar a las bacterias
dañadas o estresadas, y
luego se la incuba a
44,5°C ± 0,5°C durante
22 ± 2 horas
1604, Coliformes Este método ha sido validado para su uso para Medio MI a35ºC por hasta 24 colonias fluorescentes al ser expuestas a
[3]. totales y agua potable, pero se lo puede usar para agua horas la luz ultravioleta de onda larga (366nm)
Escherichia coli de recreación, agua superficial o marina, agua corresponden a coliformes totales, si son
embotellada, agua subterránea, agua de pozos, celestes son coliformes diferentes a
efluentes de plantas de tratamientos, agua Escerichia coli, si azul verdoso o
potable de los sistemas de distribución o de presentan un halo fluorescente
otras fuentes, y posiblemente de alimentos, rodeándolas son Escerichia coli; colonias
productos farmacéuticos, especímenes clínicos no fluorescentes de color azul observadas
(humanos o veterinarios), otras muestras a la luz natural se suman al recuento de
ambientales (aerosoles, suelos, aguas de Escerichia coli
escorrentía, barros) y para el aislamiento y
separación de “transformantes” por el uso de
genes de E. coli lac Z O gusA/uid

1600, Enterococos aguas de recreo, marinas o dulces mEI 41°C ± 0.5°C durante colonias de diámetro igual á o mayor de
[4] 24 h 5mm y rodeadas por un halo azul
Tabla 1.
 Determinación de bacterias coliformes. 67
Los estudios epidemiológicos mostraron fundadamente una relación entre la densidad de unidades de
enterococos formadoras de colonia medida en el agua y el riesgo de enfermedades gastrointestinales
asociadas en los nadadores en esas aguas. El criterio recomendado por la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos de Norte América para la evaluación de la respectiva calidad del agua
para usos recreativos emplea técnicas, como el Método 1600, basadas en el cultivo en medios adecuados
y requieren unas 24 horas de incubación, no obstante se necesitan métodos rápidos para el caso, p. ej. para
advertir a los bañistas si la densidad de bacterias indicadoras fecales exceden los límites recomendados.
Bibliografía
[1] Método 1103.1 Detección de Escherichia coli (E. coli) en agua mediante filtración por membrana,
usando Agar para Escherichia coli termotolerante (mTEC). EPA 821-R-02-020. Washincton, Marzo
2.010
[2] Método 1603: Detección de Escherichia coli (E. coli) en agua mediante filtración por membrana,
usando agar modificado termotolerante para Escherichia coli, Agar (mTEC). EPA 821-R-02-023.
Washington, Sept. 2002.
[3] Método 1604 coliformes totales y E. coli en agua por filtración con membrana usando una técnica de
detección simultánea (Medio MI). EPA 821-R-02-024 Washington, Sept. 2002.
[4] Método 1600: enterococos en agua por filtración por membrana y usando agar membrana –
Enterococcus Indoxyl- -D-Glucosido (mEi). EPA-821-R-09-016 Washington, 2006.
[5] Método A: Enterococos en agua por el ensayo TaqMan® de reacción cuantitativa de la cadena de
polimerasa [Quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) Assay]. EPA-821-R-10-004. Washington,
2010.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a la Virgencita Santa María y a mis Padres.
2 de Abril de 2016.
Rogando a Dios nuestro Señor y a la Virgencita por los que combatieron heroicamente en nuestras Islas
Malvinas y pidiéndoles que nuestras islas y mares australes (Malvinas, Georgia del Sur, Shetland del Sur,
Navarino, Picton, Lenox,etc.) vuelvan pronto a nosotros: Ing. Juan Manuel Sánchez
---o---
 Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.
Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Seguridad Ambiental y del Trabajo B, 77-08.
Seguridad Ambiental y del Trabajo A, 77-09.
Gestión Ambiental, 97-05.

Apunte Nº 3.

Parámetros para evaluar la calidad de aguas y de

efluentes líquidos.
Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 17 de Octubre del 2.017.

Apunte Nº3 Parámetros ... corregido X 2017 Carátula

 1.

Parámetros para evaluar la calidad de aguas y de efluentes líquidos.

De lo ya estudiado resulta la importancia de evaluar tanto la calidad de un medio acuático como la de
un efluente líquido, por ello se han desarrollado técnicas adecuadas de evaluación.
Estas técnicas pueden ser, en sí mismas, eminentemente físicas, p. ej. la determinación de un color por
medio de un espectrofotómetro, químicas, como la determinación de la existencia de una substancia por la
formación de un precipitado, o biológicas, p. ej. procurar conocer la existencia de un tóxico en un medio
por la reacción de determinados peces en el mismo.
A su vez el objetivo de la aplicación de la técnica puede ser físico, químico o biológico, independien-
temente de la técnica empleada en sí, p. ej. la medición de la intensidad de determinado color puede indi-
carnos, bajo ciertas circunstancias, la existencia de determinado compuesto químico en un medio dado.
En el campo de la Ingeniería Sanitaria se suele hablar de "parámetros de calidad de aguas" o de
"parámetros de calidad de efluentes" para referirse a estas técnicas, así se habla de la temperatura, el p H,
etc. como "parámetros", el Diccionario [1] define como parámetro "Mat. Variable que, en una familia de
elementos, sirve para identificar cada uno de ellos mediante su valor numérico.
Veamos algunas de estas técnicas y su importancia para nuestros estudios, comencemos con aquellas
que se usan tanto para determinar la calidad de los efluentes líquidos como las de un medio líquido cual-
quiera y, luego, agreguemos otras más propias de la calidad del medio líquido natural.
Enumeremos a las primeras: 1) temperatura, 2) potencial hidrógeno, es decir pH , 3) substancias solu-
bles en éter etílico, 4) sulfuros, 5) sólidos totales, 6) demanda bioquímica de oxígeno, 7) demanda quími-
ca de oxígeno, 8) demanda de cloro, 9) otros parámetros. Esta lista resulta de las exigencias legales de los
entes encargados del control de la contaminación hídrica, como la siempre bien recordada Obras Sanita-
rias de la Nación, vaya nuestro modesto homenaje por todo lo que en su momento supo hacer de bien a
nuestro País y a la salud nuestra.
Veamos con más detenimiento estas técnicas y las causas que llevaron a acotar los valores resultantes
de las mismas en procura de mantener una cierta calidad aceptable de los cuerpos de agua receptores de
los efluentes.
1) Temperatura: mide el nivel de energía térmica en un cuerpo, en este caso líquido.
Su fijación tiene entre otros objetivos preservar la vida en el curso de agua.
Normalmente las temperaturas elevadas desnaturalizan las proteínas, salvo excepciones, las encimas
se inactivan irreversible y rápidamente por encima de los 50 á 60ºC, pero por debajo de estos valores, p.
ej. a menos de 40 ºC, la velocidad de la mayoría de las reacciones controladas por ellas, así como de otras
reacciones químicas, se duplica cada 10 ºC de aumento de la temperatura; a temperaturas muy bajas la
velocidad de reacción se hace muy pequeña o virtualmente nula, pero las encimas no se inactivan incluso
por congelación, y su actividad catalítica se recupera cuando sube la temperatura a valores normales, [36].
Se ha definido Q10 como el cociente entre la actividad enzimática a la temperatura T más diez grados y
la actividad a la temperatura T, es decir
actividad enzimática a Tº C + 10 º C
Q10
actividad enzimática a Tº C
en general Q10 2, como acabamos de ver, [37].
Además, a bajas temperaturas la formación de cristales de hielo ejerce efectos mecánicos y también
aumenta la concentración de electrolitos en la solución residual, cambiando el p H y desnaturalizando pro-
teínas, [3].
Por otra parte la membrana celular varía según la resistencia a la temperatura de los organismos. Si la
temperatura es alta se puede desintegrar la membrana de las células, si es baja se congela o gelifica, si la
membrana se mantiene fluida a bajas temperaturas se desintegra a las altas y viceversa, si se mantiene
estable a altas temperaturas se congela a bajas; así las células de los organismos de los dominios Eucaria
y Bacteria tienen membranas bicapa de diester de glicerol con ácidos grasos y raramente soportan tempera-
turas por encima de 40 ºC, en cambio las membranas de los organismos del dominio Arquea tienen mem-
branas mono o bicapa de cadenas de hidrocarburos isoprénicos ramificados unidas por enlace éter al gli-
cerol, que aumenta su resistencia al calor; es decir la tasa de actividad celular puede depender, además de
la actividad enzimática, de otros factores, como la permeabilidad de la membrana, [37].
De esa forma, si la temperatura es excesiva puede llevar a la muerte a los distintos habitantes del me-
dio, algunos la resisten más alta, otros no; incluso algunas especies de organismos procarióticos pueden
generar formas resistentes capaces de soportar la ebullición del agua, por otra parte hay peces que viven
en manantiales hidrotermales mientras otros lo hacen en las aguas de la Antártida y diatomeas colorean

Parámetros para evaluar la calidad de aguas y de efluentes líquidos corregido X 2017

2. Parámetros...

sus hielos. No obstante estos extremos lo más apto para la vida se daría entre algunos grados por encima
del punto de congelamiento y los 40 ó 45ºC.
Es decir para las distintas especies de seres vivos se puede llegar a establecer un intervalo de tempera-
turas óptimas, otro de temperaturas tolerables, que incluye el anterior, por fuera de este último sobreviene
la inactividad o la muerte de los organismos, sea por frío, sea por calor excesivos, como lo tratamos de
representar en la figura 1. En el intervalo de temperaturas óptimas el estado de salud se puede manifestar
de diferentes maneras, p. ej. en el caso de los microorganismos pueden indicarlo las tasas de crecimiento
y de reproducción, [37], o las posibilidades de supervivencia de la población, [3], en el caso de los seres
humanos suele coincidir con el de bienestar. Dicho estado de salud óptima, en cualquier caso, no sólo
dependerá de la temperatura, sino también de otros parámetros ambientales, como la humedad para los
organismos terrestres o la concentración de oxígeno en el agua para los acuáticos aeróbicos, y del estadio
en la vida del organismo respectivo.

Fig. 1. relación entre estado de salud y temperatura, [38].

Se suele hablar de organismos estenotermos para referirse a aquellos cuyo intervalo de temperaturas
tolerables es pequeño y de organismos euritermos para los que es grande, como tratamos de representar
en la fig. 2.

Fig. 2. relación entre estado de salud y temperatura, en especies estenotermas y euritermas, [38].
Aún yéndonos más allá del medio líquido, en la tabla 1 hemos resumido información bibliográfica, a
partir de [3] y [37], sobre los valores de algunos límites de temperatura admisibles por diferentes grupos de
seres vivos.
Grupo de: Límite superior Límite inferior
plantas superiores 40 á 50ºC, excepcionalmente 60ºC -10ºC á -30ºC *
protozoos, hongos y algas 60ºC
cianobacterias y anoxifotobacterias 90ºC
arqueas termófilas 90 a 113ºC
peces <0º **
isectos 39 a 42ºC *** - 30ºC o menos
anfibios 37ºC
reptiles 36 a 55ºC
animales homotermos: aves y mamíferos ~ 43ºC
* según la especie
** depende de la especie, pero en ningún caso deben congelarse sus tejidos
*** según la fase de desarrollo y el tiempo de exposición.
Tabla 1. Límites de temperaturas admisibles por diversos grupos de seres vivos, [3] y [37].
En el caso particular de los cultivos bacterianos, aunque gran parte de los mismos crecen satisfactoria-
mente a 37ºC, la temperatura óptima de crecimiento de las bacterias permite ordenarlas en cuatro grupos
fisiológicos fundamentales, según la tabla 2, [4].

.
 Parámetros... 3..

Temperaturas de crecimientos, ºC
Grupos
Mínima Óptima Máxima
termófilos 40 á 45 55 á 75 60 á 90
mesófilos 5 á 15 30 á 37 35 á 45
psicrófilos -5 á 5 12 á 15 15 á 20
psicrotrofos -5 á 5 25 á 30 30 á 35
Tabla 2. Intervalos de temperaturas de crecimiento de distintos grupos bacterianos, [4].
En la tabla 3 hemos reunido información dada por otros autores, [37].
Grupos Temperaturas óptimas de crecimiento, ºC
termófilos extremos o hipertermófilos 80 á 110
termófilos 40 á <80
mesófilos 20 á < 40
psicrófilos < 0º á <20
Tabla 3. Clasificación de los microorganismos en función de sus temperaturas de crecimiento, [37].
Los peces soportan una temperatura máxima determinada y también admiten un régimen determinado
de cambio de temperatura, así unos 25ºC serían el límite máximo para las truchas, [5].
Por otra parte, a medida que crece la temperatura del líquido aparecen dos efectos que se unen para de-
teriorar la calidad de un cuerpo de agua:
a) la solubilidad de los gases en los líquidos baja al subir la temperatura; como se pone fácilmente
en evidencia al calentar agua en un vaso de precipitados y ver cómo, llegada a cierta temperatura, la su-
perficie interior de la pared del mismo se cubre de burbujitas; ý
b) al subir la temperatura aumenta la actividad biológica, por ello se guardan los alimentos en la
heladera; mayor actividad biológica implica mayor necesidad de energía por parte de los organismos,
consecuentemente mayor tasa de respiración celular para producirla y mayor consumo de oxígeno, ya
que, recordemos, muy simplificadamente podemos escribir: M.O. + O 2 CO2 + H2O + Energía
De a) y b) resulta que al aumentar la temperatura, por un lado, tendremos menos gases, en particular
oxígeno, disueltos en el medio y, por otro, habrá más consumo de oxígeno por parte de los habitantes del
agua, es decir habrá una tendencia a la disminución de oxígeno disuelto, con las características negativas
que implica esto según vimos en el capítulo “autodepuración del cuerpo de agua”.
Para confirmar lo anterior podemos extraer del Manual de Saneamiento de Poblaciones del Ing. Im-
hoff, [2], los valores de la concentración de saturación del oxígeno en el agua dulce, a diferentes temperaturas,
según la tabla 4.
t [ºC] 0 5 10 15 20 25 30
[O2]sat.. [mg/l]. 14,6 12,8 11,3 10,2 9,2 8,4 7,6
Tabla 4. Concentración de saturación del oxígeno en el agua dulce [2].
Además, de la Ecología, del Dr. Margalef, [3] , podemos tomar la tabla 5, en la que se anota el consu-
mo de oxígeno, en ml de O2 por gramo de peso seco y por hora, en la respiración de células de algas
(Scendesmus obliquus) y de un anfípodo (Talorchestia megalophthalma) en función de la temperatura:
Observado a
Organismo:
20 ºC 30 ºC
Scendesmus obliquus
Organismos grandes (40 pg de peso seco por célula), criados a temperatura baja 1,95 3,43
Organismos pequeños (32 pg de peso seco por célula), criados a temperatura alta 3,69 5,70
Talorchestia megalophthalma
Organismos grandes, de 215 a 230 mg de peso húmedo por individuo 15,6 39,6
Organismos pequeños, de 110 a 115 mg de peso húmedo por individuo 36,0 67,2
Tabla 5. Consumo de oxígeno en la respiración de células de algas y de un anfípodo, en ml de O2
por gramo de peso seco y hora, [3].
Por otra parte, las temperaturas elevadas aumentan la solubilidad de muchas substancias y pueden influi-
ren el efecto de los contaminantes sobre la vida acuática, [6]. También se afecta la capacidad refrigerante del
agua, por lo tanto su uso industrial, y sus caracteres organolépticos, por consiguiente su uso para bebida.
Al variar la temperatura del agua cambian su densidad y viscosidad, según mostramos en la tabla 6.
4. Parámetros...

temperatura densidad viscosidad dinámica

ºC .
g mililitro-1 N s . m-2
. centipoise
0 0,9998679 1,786 x 10-3 1,7921
4 1,0000000 1,5674
10 0,9997277 1,303 x 10-3 1,3077
20 0,9982323 1,001 x 10 -3 1,0050
25 0,9970739 0,890 x 10-3 0,8937
30 0,9956756 0,798 x 10 -3 0,8007
40 0,9922455 0,654 x 10 -3 0,6560
50 0,98807 0,547 x 10 -3 0,5494
fuente de los datos [41] [11] [41]
centipoise= 10-2 dyna . s . m-2 = 10-3 N . s . m-2
Tabla 6. Densidad y viscosidad del agua en función de su temperatura, [41] y [11].
En la figura 3 hemos representado la variación de la densidad y de la viscosidad del agua en función
de la temperatura, según los valores de la tabla 6.

Fig.3. variación entre de la densidad y la viscosidad del agua en función de la temperatura.

Recordemos que la velocidad terminal de sedimentación de partículas esféricas en soluciones diluidas,
sedimentando en régimen laminar, viene dada por la fórmula de Stokes, [42] y [43]:
2
g ( partícula agua ) d
v
18
donde:
v velocidad terminal de la partícula, cm/s
g aceleración de la gravedad, 980 cm/s2
partícula densidad de la partícula, g/cm3
agua densidad del agua, g/cm3
d diámetro de la partícula, cm
viscosidad dinámica del agua, Poises.
Observemos que según la figura 3 al aumentar la temperatura del agua disminuye algo, aunque muy
poco, su densidad, agua, por lo tanto aumenta algo el valor de la diferencia ( partícula - agua) y según la
fórmula de Stokes lo hará la velocidad terminal, v, de la partícula. Pero, según la misma figura la viscosi-
dad dinámica disminuye mucho al aumentar la temperatura y como ésta está en el denominador de la
fórmula mencionada se incrementará mucho la velocidad terminal, v, de la partícula. Es decir por ambas
causas aumentará la velocidad terminal de la partícula al hacerlo la temperatura del líquido.
Si bien la aplicación práctica de la fórmula de Stokes a partículas, vivas o no, presentes en los cuerpos
naturales de agua tiene muchas limitaciones, no obstante permite deducir que al disminuir bruscamente la
temperatura con la profundidad en la termoclina de los lagos se produce en la misma una concentración de
organismos y partículas de todo tipo, [3].
A la inversa, como a mayor temperatura mayor velocidad de sedimentación, resulta que en el verano
mejora el rendimiento de los equipos de tratamiento de aguas o de efluentes cuya finalidad es la sedimen-
tación, [40]. Al aumentar la temperatura también disminuye la capacidad de transporte de material en
suspensión del agua en movimiento, cambiando las características del sedimento, p. ej. en cuerpos natura-
les de agua, [43].

.
 Parámetros... 5..

Como idea de temperaturas en nuestros ríos hemos resumido algunos valores en la tabla 7 para el río
Uruguay, [44]; como vemos al ir de Norte a Sur las temperaturas van descendiendo, excepto para Quareim.
temperatura, ºC
Medida a la altura de:
media intervalo
Quareim 20,0 14 á 26
Monte Caseros 21,8 18 á 27
Federación 20,0 13 á 26
Concordia 19,6 13 á 27
Colón 18,7 14 á 27
Concepción del Uruguay 17,3 14 á 24
Fray Bentos 17,3 14 á 21
Tabla 7. Temperatura del agua del río Uruguay en distintas localidades, [44].
El río de la Plata medio o intermedio, que abarca la zona entre las líneas Colonia - Buenos Aires y
Montevideo - Punta Piedras, tiene una temperatura de superficie máxima de unos 29ºC, en el verano, y
mínima de 10ºC en invierno; por otra parte la temperatura media en superficie pasa de uno 18ºC en el
límite superior del río, por los aportes de sus tributarios provenientes de zona subtropicales, a unos 16ºC
en el límite inferior, es decir la línea Montevideo - Punta Piedras, [45].
En cuanto al río de la Plata exterior o inferior, que se extiende desde la línea Montevideo - Punta Pie-
dras hasta el límite exterior del río, fijado en la línea Punta del Este - Punta Rasa, la complejidad del sis-
tema es muy grande y está influido por la interacción con el océano; aparece una termoclina coincidente
con una haloclina (capa con fuerte gradiente de concentración de sales disueltas), ubicada a diferentes
profundidades según el sitio y la estación del año, p. ej. a unos 6 á 7 m en unos casos, a más 16 m en
otros; por encima de la termoclina la temperatura del agua está muy asociada a la del aire, por debajo
depende de la del agua que ingresa del océano, que puede ser alta, p. ej. mayor a los 16ºC si priman com-
ponentes subtropicales, o baja si prevalecen componentes subantárticas; así la temperatura puede subir o
bajar en profundidad, según el caso. Como consecuencia las temperaturas en superficie pueden variar
entre unos 8 y unos 24ºC, según las condiciones ambientales, p. ej. temperatura del aire y velocidad del
viento, en cambio la temperatura en el fondo depende de la temperatura en superficie y de la del agua que
ingresa por el fondo desde el océano cuya temperatura, a su vez, depende de la influencia de las compo-
nentes subtropicales o subantárticas, según la época del año, estando sus valores mínimos en torno de los
8,5 á 9ºC y sus máximos de los 22ºC y pico a los 23ºC, [45].
2) Potencial hidrógeno, simbolizado pH: recordemos que representa la concentración de iones hidró-
geno presentes en el medio líquido y se define como el logaritmo en base 10 de la inversa de la concen-
tración de iones hidrógeno, es decir matemáticamente:
pH = log10 [H+]-1 = – log10 [H+].
Se dice en general que una solución acuosa es neutra cuando su valor de pH , o más directamente se
dice su pH ,es igual a siete, ácida si es menor y básica si es mayor. Pero en realidad el producto iónico del
agua y, por lo tanto, el pH correspondiente a la neutralidad varía con la temperatura y la presencia de otros
iones, podemos construir así la tabla 8.
temperatura, ºC pH en el agua dulce pH en el agua de mar
0 7,47 7,33
16 6,98
20 7,03
24 7,00 6,84
30 6,92
Tabla 8 Valores de pH en el agua neutra en función de la temperatura y salinidad, a partir de [3].
Puede ser útil tener en cuenta que el agua de cal saturada presenta un valor de pH cercano a 12,5, en
cambio una solución de ácido acético al 1% tiene un valor de pH de 3,5; y el agua pura saturada con anhí-
drido carbónico atmosférico (unos 0,5 mg de CO 2 por litro de agua) tiene un pH 5,7, [53]. Además, se
considera “lluvia ácida” cuando el agua de lluvia, la nieve, la niebla, el granizo o el aguanieve tienen un
pH menor á 5,6 , [63]y [64], en Escocia se han medido valores de pH de la lluvia de hasta 2,4 , [64].
En la tabla 9 resumimos una clasificación de las soluciones acuosas en función de su acidez o basici-
dad, [53].
6. Parámetros...

muy ácida pH = 0
fuertemente ácida 0< pH <3
débilmente ácida 4< pH <6
neutra pH = 7
debilmente básica 8< pH <10
fuertemente básica 11< pH <14
muy básica pH = 14
Tabla 9 clasificación de las soluciones acuosas en función del valor de pH , [53].
Con el pH ocurre algo semejante a lo comentado con la temperatura, que en general es válido para casi
todos los factores del ambiente que determinan la existencia de determinadas especies en un ecosistema,
existen un intervalo de valores de dicho parámetro óptimo para la vida de cada especie, uno tolerable y
fuera de éste sobreviene la muerte por ser el medio excesivamente ácido o básico, como tratamos de repre-
sentarlo en la figura 4.

Fig. 4. relación entre estado de salud y pHdel medio, [38].

Así la mayoría de las bacterias pueden crecer dentro de un intervalo más o menos amplio de valores de
pH del medio que habitan, manteniendo al mismo tiempo su pH interno óptimo prácticamente constante,
[37], [39]. Por ejemplo, el pH interno de Escherichia coli es siempre 7,6 o muy cercano a ese valor, [39].
En la tabla 10 reunimos algunos valores de pH del medio externo mínimos, óptimos y máximos para la
multiplicación de diferentes especies de procariotas, [37].
Organismo: pH mínimo pH óptimo pH máximo
Escherichia coli 4,4 6,0 á 7,0 9,0
Lactobacillus acidophilus 4,0 4,6 á 5,8 6,8
Nitrosomonas spp. 7,0 á 7,6 8,0 á 8,8 9,4
Nitrobacter spp. 6,6 7,6 á 8,6 10,0
Thiobacillus thioxidans 1,0 2,0 á 2,8 6,0
Bacillus alcalophilus 8,5 9,5 11,5
Tabla 10 Valores mínimos, óptimos y máximos de pH para la multiplicación de diversas bacterias, [37].
De ello resulta que se pueden clasificar a las bacterias con respecto a los valores de pH a los que cre-
cen, [39], según la tabla 11.
Organismos valores normales de pH a los que crecen
Neutrófilos en torno a la neutralidad (entre pH 5,5 y 8)
Acidófilos desde pH = 0 hasta pH = 5
Alcalófilos desde pH = 8,5 hasta pH = 11,5
Tabla 11. Clasificación de los organismos según los valores del pH del medio en el que crecen, [39].
Existen acidófilos extremos u obligados: p. ej. algunas eubacterias del género Thiobacillus (T. thiooxi-
dans, T. ferrooxidans) tienen su óptimo a pH = 2, [39].
Picrophilus oshimae y Picrophilus torridus son dos especies de arqueas termófilas cuyo pH óptimo es
0,7 , pero crecen aún a pH alrededor de 0, según [37], algo similar pasa con el alga Cyanidium, [65].
Algunos microorganismos generan su propio medio externo de pH bajo generando ácidos, como Lacto-
bacillus

.
 Parámetros... 7..

y Thiobacillus, otros aprovechan los medios ácidos generados por otros microorganismos o bien medios
naturalmente ácidos como los resultantes de los líquidos de pilas de carbón, solfataras, etc., [37].
Las especies alcalófilas obligadas tienen óptimos de pH en torno a 10 – 11; por ejemplo, Bacillus alca-
lophilus, cuyo pH interno es de 9, [39].
El equilibrio químico y los procesos fisicoquímicos (adsorción, desorción, etc.) en el medio dependen
mucho del valor de pH del mismo. Por ejemplo, como vimos al tratar la medición de la producción en
ecosistemas acuáticos, el equilibrio entre dióxido de carbono, ácido carbónico, carbonatos ácidos y car-
bonatos es función, entre otras variables, del pH, y, según [37], un pH más elevado favorece la producción
primaria en el medio líquido debido a la mayor disponibilidad de CO2 en las formas de carbonatos ácidos,
(CO3H-), o carbonatos, (CO32-). Del miso modo los cambios en el pH pueden alterar el crecimiento de las
algas y plantas acuáticas que sólo pueden utilizar como nutrientes minerales a substancias inorgánicas
disueltas, por otra parte esos cambios puede actuar negativamente aumentando la movilidad de metales
pesados tóxicos, [14], [37] y [51].
Se fijan límites al pH de los efluentes por causas biológicas, químicas y estructurales.
Causas biológicas: la mayoría de los seres vivos necesitamos un medio aproximadamente neutro para
vivir, aunque existen excepciones, como ciertas bacterias del azufre, de las que ya tratamos y que admiten
pH de aproximadamente 1, u otros seres que viven a pH algo superior a 9.
Causas químicas: a pH muy bajos, del orden de 2, se descomponen los jabones liberándose los ácidos
grasos que les dieron origen, éstos son difícilmente biodegradables y se acumulan en los sedimentos.
Con pH no tan bajos, del orden de 6, se forma ácido sulfhídrico a partir de los sulfuros que puedan es-
tar presentes en el agua, algo semejante ocurre a pH de 6 á 6,5 con los cianuros, originándose ácido
cianhídrico.
Según las condiciones, el ácido sulfhídrico se desprende del agua, generándose así el gas sulfuro de
hidrógeno, del que trataremos en el ANEXO II, típico por su olor a huevos podridos, pues éstos lo liberan
como consecuencia de la descomposición de las proteínas que los componen. El ácido cianhídrico se pue-
de separar del agua, dando lugar al gas cianuro de hidrógeno, de olor a almendras amargas. Ambos gases
son extremadamente tóxicos para el hombre.
La solubilidad de muchas substancias en el agua depende del pH de la solución, así, de acuerdo con
éste, pueden disolverse o formar precipitados variando la toxicidad del líquido resultante.
No debemos olvidar que la concentración real de un metal en el agua, además de depender del pH, es
función de la salinidad, del efecto del ión común, de fenómenos de coprecipitación, de la forma crista-
lográfica del precipitado, de los equilibrios entre adsorción y desorción, del potencial de oxidación-
reducción, la concentración de anhídrido carbónico, por ende de carbonatos y bicarbonatos, de sulfuros,
de la materia orgánica presente y de la acción biológica, etc., [43].
Causas estructurales: los ácidos en general transforman los componentes del cemento en sales fácil-
mente solubles, p. ej. el ácido clorhídrico forma cloruros de calcio, de aluminio y de hierro III, que se
disuelven fácilmente en el agua, y la sílice pasa a solución coloidal, llamada “sílice soluble”; en el caso
del ácido nítrico se formarán los correspondientes nitratos y en el caso del sulfúrico los sulfatos respecti-
vos. Entonces la presencia de ácidos en el agua la tornan agresiva para el hormigón, en general si su pH es
inferior a 6. Son excepciones a lo anterior el ácido oxálico, que forma oxalato cálcico, prácticamente inso-
luble, el ácido tartárico, que forma tartrato de calcio y el fluosílico, que da lugar a fluoruro de calcio, inso-
luble en el agua, separando al mismo tiempo la sílice coloidal que funciona como impermeabilizante den-
tro de la pasta de cemento, impidiendo que la solución pase a las capas más profundas del hormigón; tan-
to es así que se emplean fluosilicatos ( compuestos de flúor, sílice, magnesio, zinc y alúmina)solubles en
agua como protectores de las superficies de hormigón, [53].
Por su parte la madera suele ser resistente al ataque de los ácidos, excepto el nítrico y el nitroso, y se la
ha empleado en plantas químicas, en cambio los medios básicos la suelen agredir aunque no siempre, p.
ej. se ha empleado madera para empaquetar un lavador usado para la extracción de amoníaco de gas de
hulla durante más de cuarenta años sin deterioro aparente, [54].
El pH de las aguas naturales.
En general el pH de las aguas dulces naturales oscila entre 6,5 ý 8,7. Puede llegar a aprox. 3 si hay
ácidos presentes, p. ej sulfúrico, húmicos y aminoácidos, esto ocurre naturalmente en zonas de Malaya,
Brasil, etc. Por su parte también existen lagos con aguas alcalinas, p. ej. nuestra laguna de Melincué tiene
pH de más de 9,5 , [3].
8. Parámetros...

En el Río de la Plata medio se han medido valores de pH en la superficie entre 6,7 y 7,7, y en el Río
de la Plata exterior en superficie entre 6,8 y 8,75 y en el fondo entre 6,8 y 8,86; en general los valores de
pH dependen de la actividad biológica y los equilibrios fisicoquímicos (disociación del ácido carbónico,
H2CO3), [45].
Para las desembocaduras en el río de la Plata de distintos arroyos y ríos de la zona de nuestra Ciudad
de Buenos Aires se midieron los valores que resumimos en la tabla 12, [6].
Desembocadura del pH
arroyo Medrano frente a la Escuela de Mecánica de la Armada 7,9
arroyo Vega frente a Parque Norte 7,4
arroyo White frente al Tiro Federal Argentino 7,5
arroyo Maldonado frente al Aeroparque Jorge Newbery 7,8
ríos Matanza - Riachuelo entre la Boca y Avellaneda 7,2
Tabla 12. Valores de pH del agua en las desembocaduras de diferentes arroyos y ríos próximos a
nuestra ciudad. [6]
Las aguas marinas, gracias a su capacidad amortiguadora, tienen valores de pH normalmente entre 8 ý
8,3, pero puede llegar a 9 en cubetas litorales rocosas, donde una actividad vegetal consume mucho anhí-
drido carbónico, CO2, en cambio en aguas profundas, donde hay fuerte consumo de oxígeno, O 2, y pro-
ducción de CO2 puede llegar a aprox. 7,6, [3].
3) Substancias solubles en éter etílico: clásicamente se toman como tales a las grasas y los aceites
pero existen otras substancias que también son solubles en éter etílico, p. ej. muchas resinas fenólicas y
sintéticas, y los jabones, pues, por la acidez del medio de ensayo éstos se descomponen y los ácidos gra-
sos son solubles en éter etílico, [46].
En el ANEXO I resumimos algunas técnicas para la determinación de substancias solubles en éter etílico.
Varias razones llevan a limitar la cantidad de substancias solubles en éter etílico presentes en los
efluentes:
a) en general este tipo de substancias no son solubles en agua y tiende a formar sobre la misma delgadí-
simas y extensas capas que por una parte inhiben el pasaje de los gases por la interfase agua-aire, en
particular el oxígeno, afectan a los seres vivos que viven en o sobre esta interfase, y alteran el pasaje y
la reflexión de la luz confiriendo al agua tonalidades y reflejos en general antiestéticos. Consecuente-
mente resultan perjuicios tanto desde el punto de vista biológico, p. ej. retardando el crecimiento de
plantas sumergidas, modificando el intercambio de oxígeno con la atmósfera y su correspondiente ba-
lance, como desde el punto de vista estético y de usos del agua, p. ej. para recreación.
b) Además pueden interferir en los procesos de potabilización, al ensuciar los filtros de arena con capas
difíciles de quitar [7].
c) En el caso de los jabones tienden a formar espumas más o menos desagradables y, además, los medios
ácidos los descomponen, como vimos recién, liberándose ácidos orgánicos de difícil metabolización
por los microorganismos comúnmente presentes en los cursos de agua, y se van acumulando en los se-
dimentos, [46].
d) Por otra parte las grasas forman capas untuosas y pelotas de aspecto desagradable, al igual que los
aceites son difíciles de degradar biológicamente pudiendo causar problemas en las plantas de trata-
miento.
4) Sulfuros: como vimos al tratar del pH pueden crear problemas de contaminación atmosférica al li-
berar sulfuro de hidrógeno.
Los sulfuros son sales derivadas del ácido sulfhídrico, [56], p ej. el sulfuro de amonio ,(S (NH4)2), el
de potasio, (SK2), el de hierro ferroso, (SFe) y el de hierro férrico o bisulfuro de hierro, (S3Fe2), el sulfu-
ro de carbono, (S2C), etc.
Pueden encontrarse disueltos en un líquido, en estado coloidal o en suspensión, [40].
Los sulfuros en solución en el agua pueden estar como sulfuro, (S=), sulfuro ácido, (HS-), ó ácido
sulfhídrico, (H2S), habiendo un equilibrio dinámico entre ellos, función del pH; a pH = 7 la proporción
[H2S/ HS-], es aproximadamente igual a uno, y aumenta unas diez veces cada vez que el pH disminuye
una unidad, como el ácido sulfhídrico es muy tóxico, incluso para las bacterias, al disminuir el pH aumen-
tará la toxicidad del líquido, pero disminuirá notablemente a pH básicos, [43].

.
 Parámetros... 9..

Otros autores indican que á pH = 6 el 83% de los sulfuros di-

sueltos está como (H2S), a pH = 7 lo está el 33% y á pH = 8 el
5%, [40].
En la figura 5 mostramos gráficamente ese equilibrio, [68],
observemos la disparidad de valores con los otros autores.
Fig. 5. Equilibrio entre (S=), (HS-) y (H2S) en función del p H,
traducido de [68].

El ácido sulfhídrico, (H2S), en solución acuosa se oxida en presencia de oxígeno disuelto dejando un
precipitado de azufre según: 2 H2S + O2 = 2 H2O + S2 ; la luz acelera esta descomposición, en presencia
de cuerpos porosos no se deposita azufre sino que se éste se oxida para formar ácido sulfúrico:
H2S + 2 O2 = H2SO4 , [56] .
Como gas arde en el aire, si abunda el oxígeno produce:
2 H2S + 3 O2 = 2 H2O + 2 SO2 ; si escasea el oxígeno resulta: 2 H2S + O2 = 2 H2O + S2 , [56].
El ácido sulfhídrico es un ácido débil pero es fuertemente reductor, ataca a los metales, menos al oro y
la plata, formando sulfuros, [56]. Otros autores indican que el ácido sulfhídrico y las soluciones de sulfu-
ros son extremadamente inertes frente al aluminio y es corriente construir los ventiladores y conductos
para ácido sulfhídrico húmedo de ese metal; y que ataca a la plata si está húmedo, p. ej. en atmósferas
industriales comunes, produciendo un rápido ennegrecimiento por formación de Ag2S, [54]. Por ejemplo
los gases liberados de lagunas anaeróbicas, más o menos ricos en SH 2, estropeaban el azogue en una
fábrica de espejos aledaña, [46].
El H2S aparece naturalmente en el carbón mineral, el gas natural, el petróleo, los gases volcánicos y
otras fuentes naturales. En concentraciones de 0,05 mg/l puede afectar el gusto y el olor del agua, [52].
Por otra parte los sulfuros pueden ser origen de corrosión de materiales, p. ej. del hormigón del in-
tradós de conductos cloacales, al transformarse biológicamente en ácido sulfúrico, según vimos al tratar
de las bacterias quimiosintetizadoras y resumimos en la figura 6, extraída de Betonbauwerke in Abwasse-
ranlagen, [8], obra en la que se puede encontrar abundante información sobre los daños producidos por
los sulfuros sobre el hormigón, su estimación cuantitativa y su remedio.
Como ya destacamos al tratar del pH , el ácido sulfhídrico puede liberarse a la atmósfera como gas sul-
furo de hidrógeno o hidrógeno sulfurado, como su solubilidad en el agua es relativamente elevada no se
desprende como burbujas sino más bien tiende a pasar al aire por toda la superficie del agua, sobre todo
en aguas turbulentas, [40].
En el ANEXO II damos más detalles sobre el gas sulfuro de hidrógeno y en el ANEXO III describi-
mos algunas técnicas para la determinación de sulfuros.
5) Sólidos totales: los sólidos contenidos en el agua pueden estar disueltos en ella o no.
Se llama residuo seco [43] o residuo total por evaporación [40] al resto sólido que queda luego de
evaporar un volumen dado de agua. Se compone esencialmente de sales minerales y materia orgánica en
cantidades variables según el origen del líquido. Pesando el resto sólido seco y dividiendo el resultado por
el volumen de agua empleado se obtiene la concentración del residuo total por evaporación.
Se llaman sólidos disueltos a aquellos que permanecen en el agua luego de su filtración mediante un
filtro determinado. Es decir, el contenido de sólidos disueltos se puede conocer gravimétricamente, fil-
trando la muestra, evaporando el agua y pesando obtendremos el peso de sólidos disueltos, si conocemos
el volumen de la muestra tratada podemos calcular la concentración de los mismos.
De manera parecida, secando el material retenido en el filtro y pesándolo, podremos determinar el pe-
so de sólidos suspendidos, o sólidos en suspensión en el líquido y conociendo el volumen de la muestra
analizada determinar su concentración, dividiendo el peso medido por el volumen mencionado.
Entonces cabe destacar, que las definiciones de sólidos disueltos y en suspensión dependerán del filtro
usado, por lo cual, en cada caso, deberá informarse la técnica empleada en la determinación. Así, según
Klein, [5], dependiendo del filtro usado quedan retenidos más o menos coloides, por lo tanto serán consi-
derados disueltos o en suspensión en mayor o menor medida al cambiar el tipo de filtro. Según Metcalf y
Eddy, [11], el filtro se elige de modo que el diámetro mínimo de los sólidos suspendidos sea de aproxi-
madamente 1 m, en la figura 7 hemos tratado de resumir lo anterior.
Otros autores consideran soluble lo que atraviesa un filtro de membrana de 0,45 m, haciendo notar
que las partículas coloidales de hidróxidos o de ácidos húmicos tienen aproximadamente 0,1 m , por lo
tanto atravesarán el filtro, [6], o bien emplean uno de 2,0 micrones o menos. p. ej. un filtro estándar de
10. Parámetros...

.
 Parámetros... 11..

fibra de vidrio de 2 á 12,5 cm de diámetro y destacan que la separación de los sólidos suspendidos de los
disueltos depende de: el portafiltro, el tamaño de poro, la porosidad, el área y el espesor del filtro, de la
naturaleza física del material depositado en el mismo, el tamaño de las partículas y su cantidad, [20].

Figura 7. Clasificación de los sólidos según el tamaño de las partículas, [11].

A los sólidos totales, disueltos o suspendidos se los puede clasificar, en cada uno de los casos, como
sólidos fijos, son los que resultan luego de calentarlos a sequedad a 550ºC durante un tiempo determina-
do, y sólidos volátiles, son los que se miden por pérdida de peso en la ignición, [20].
Más allá de su definición en el laboratorio, en los cuerpos de agua naturales puede haber en suspensión
partículas más o menos groseras, dependiendo de la turbulencia del agua, o sea, en ese caso, podemos
dividir a los sólidos en suspensión en aquellos capaces de formar soluciones coloidales estables en agua
en reposo y aquellos que sólo se encuentran en suspensión cuando el agua está en movimiento, [43].
Por lo que hemos visto, los sólidos en suspensión pueden tener tendencia:
- a mantenerse en ese estado, p. ej. los coloidales,
- a ir hacia el fondo como consecuencia de la fuerza de la gravedad, se dice que son sedimentables,
- o bien a flotar, en cuyo caso se los suele llamar flotantes.
Las partículas que se mantienen en suspensión en el agua pueden ser de naturaleza mineral, p. ej.
partículas de arcilla, hidróxido de aluminio, sílice, etc., o bien orgánica, como microorganismos, detritus
resultantes de descomposición de organismos superiores, etc., [43].
Es de notar que con el transcurso del tiempo puede haber transformaciones, fundamentalmente bio-
lógicas, de los sólidos suspendidos de mayor tamaño, en general orgánicos, que los transformen en coloi-
dales o en disueltos, [40], incluso a la inversa, organismos que emplean materiales disueltos en el líquido
para su crecimiento y reproducción, transformándolos en partículas de dimensiones coloidales o, aún, mayo-
res, como es el caso de las algas Diatomeas que toman sílice disuelta en el agua para producir sus cápsulas.
Existen diferentes tipos de sólidos sedimentables, principalmente podemos distinguir a los granulares
y a los floculentos. Siendo los granulares aquellos cuyas partículas tienen formas bien definidas, sedimen-
tan cada una independientemente de las otras aumentando su velocidad hasta alcanzar, rápidamente, una
velocidad limite que les es propia, un ejemplo característico lo constituyen los granos de arena. Por su
parte los sólidos sedimentables floculentos tienden a agruparse, cambiando de forma y de volumen, mien-
tras se produce la sedimentación, van formando así flóculos más o menos débiles; los precipitados quími-
cos y los barros de origen biológico suelen pertenecer a este grupo; en éstos la velocidad de sedimenta-
ción varía con el camino recorrido por la partícula. A los sólidos sedimentables granulares también se los
llama compactos o no compactables, mientras que a los floculentos también se los conoce como no com-
pactos o compactables. Pues los granos de arena, p. ej., forman un sedimento que no se compacta, al me-
nos en un tiempo corto y si no es sometido a acciones mecánicas externas, como podría ser el efecto del
oleaje, en otras palabras no tienen tendencia a perder el agua intersticial. En cambio el sedimento resul-
tante de la acumulación de sólidos floculentos tiende a perder el agua intersticial, disminuyendo su volu-
men, en forma rápida. Groseramente podemos pensar en un poco de arena en el fondo de un balde, aun-
que la apretemos prácticamente no cambia su volumen, en cambio si la reemplazamos por motitas de
algodón, al apretarlas lo reducen rápidamente.
12. Parámetros...

Para distinguir entre los sólidos floculentos y los granulares podemos observar su aspecto, suelto, co-
mo una suerte de pequeñísimas plumas o copos de nieve los primeros, compactos, como los granitos de
arena, los segundos; también puede compararse el volumen de sedimento depositado luego de diez minu-
tos y de dos horas de reposo del líquido en un vaso apropiado, p. ej. en un cono de Imhoff, que es un cono
de vidrio o plástico, generalmente de un litro de capacidad, graduado de forma tal de permitir la medición
del material sedimentado, en volumen, como tratamos de mostrar en la figura 8 , en donde también procu-
ramos hacer notar la ventaja que representa el uso del cono de Imhoff frente a la probeta cilíndrica, al
permitir que un volumen similar adopte mayor altura y por lo tanto se mejora su medición.

Fig. 8 Comparación entre el cono de Imhoff y la probeta cilíndrica para la medición del volumen de
barros.
Notemos que, hasta donde sabemos, existen dos for-
mas de terminar el vértice del cono de Imhoff; en una
ese vértice es ciego, si se desea separar el sedimento del
líquido, p. ej. para pesarlo, hay que decantar el líquido,
es decir hay que verterlo suavemente por el borde del
recipiente, con el riesgo de arrastrar sólido; en la otra,
en cambio el vértice termina en una salida con una
válvula, que permite abrirla para dejar salir el sedimento
y cerrarla apenas acabe de hacerlo, con lo que se puede
lograr un trabajo mejor. En la figura 9 hemos tratado de
representar los dos casos, en a el vértice ciego y en b el Fig. 9. Formas de terminar el vértice del
que tiene la salida con válvula. cono de Imhoff.
En el caso de los sólidos sedimentables floculentos el volumen sedimentado a los diez minutos suele
ser mayor que el que lo ha hecho a las dos horas, pues con el tiempo van expulsando el agua atrapada
entre las partículas y se van compactando. En cambio los sólidos sedimentables granulares presentan un
volumen de material sedimentado a los diez minutos igual o inferior que aquél a las dos horas, ya que una
vez que sedimentan prácticamente no expulsan líquido de los espacios entre partículas, a lo sumo se van
agregando en la superficie las partículas más pequeñas, de menor velocidad de sedimentación.
El método gravimétrico se prefiere para los sólidos floculentos y consiste en 1) determinar los sólidos
suspendidos totales en la muestra, 2) por otra parte se mezcla muy bien otra porción de aproximadamente
un litro de líquido y se deja reposar una hora en un recipiente de unos 9 cm de diámetro, y entonces se
toman a media altura en el punto central del recipiente, con un sifón y mucho cuidado de no agitar, 250
ml de líquido, se determinan los sólidos suspendidos totales en esa porción, serían los sólidos suspendidos
no sedimentables en el líquido original. Por diferencia entre los resultados de ambas determinaciones se
obtiene la concentración de los sólidos sedimentables, en masa sobre volumen de líquido, [20].
En la tabla 13, extraída del libro del Ing. Imhoff, [2], resumimos valores de velocidades de sedimen-
tación y de pesos específicos ( ) para la arena de cuarzo y materias en suspensión en líquidos cloacales.
Velocidad de sedimentación, [m/h], á 10 ºC.
Diámetros [mm] 1,0 0,5 0,2 0,1 0,05 0,01 0,005
Arena de cuarzo ( = 2,65 kg/l) 502 258 82 24 6,1 0,3 0,06
Materias en suspensión en el agua resi-
dual doméstica ( = 1,2 kg/l), menos de: 122 61 18 3 0,76 0,03 0,008
Tabla 13. Velocidades de sedimentación, según Fair [2].

.
 Parámetros... 13..

En la figura 10, de la misma fuente [2], vemos la curva de

sedimentación de un efluente cloacal, según Sierp.
Observemos en la figura 10 que el total que sedimenta en
un líquido cloacal lo hace en unas dos horas y más del 80%
en la primera media hora, ambas consecuencia influirán en el
diseño de los sedimentadores para líquidos cloacales crudos,
por una parte no se justifican permanencias mayores a un par
de horas, [2], y, por la otra, la tolva para recibir los barros
debe estar inmediata al ingreso del líquido.
Debe destacarse que lo visto hasta aquí se refiere a agua en
reposo, en el caso de líquido en movimiento existe una veloci-
dad, que podemos llamar velocidad límite, a partir de la cual
son arrastradas las partículas ya sedimentadas en el fondo,
Fig. del
10. Fig. 10. Curva de sedimentación de un
orden de 180 m/h para sólidos granulares y de 72 m/h para efluente cloacal, [2].
floculentos muy finos procedentes de una instalación de barros activados; la llamada velocidad de auto-
limpieza de conductos cloacales es, como mínimo, de 0,3 m/s, o sea aproximadamente 1.100 m/h, y ésa es
la velocidad del líquido que se suele usar para calcular los desarenadores, pues permite que la arena rete-
nida resulte bastante libre de partículas orgánicas, [2].
En el ANEXO IV recordamos algunas ideas sobre los coloides . En la figura 11 hemos tratado de re-
sumir las ideas sobre los distintos tipos de sólidos que podemos encontrar en un líquido a partir del análi-
sis de distintas porciones de una misma muestra.

Veamos algunos efectos de los sólidos contenidos en el agua.

Los sólidos disueltos pueden conferirle color a la solución, o no, p. ej. el azúcar o la sal de mesa se di-
suelven en agua sin cambiarle el color, pero al preparar té o café obtenemos soluciones coloreadas.
Además, muchas otras propiedades de una solución acuosa dependen de la calidad y cantidad de sólidos
disueltos en ella; en general al aumentar la concentración de sólidos disueltos en una solución aumenta su
conductibilidad eléctrica, su punto de ebullición, su viscosidad, su densidad y su presión osmótica y se
reduce el punto de congelación, entre otras alteraciones.
14. Parámetros...

Particularmente importante desde el punto de vista biológico es el problema de la presión osmótica, si

bien el agua íntimamente asociada con la materia viva no forma una solución coloidal sino que se encuen-
tra en un estado parecido al sólido y así en organismos de citoplasma denso y sin vacuolas, como en cia-
nofíceas y bacterias, los problemas osmóticos son mínimos, permitiéndoles vivir en medios de muy dife-
rente salinidad, no ocurre lo mismo cuando aparecen vacuolas con soluciones no vivas, separadas del
medio externo por membranas, en estos casos o el organismo posee mecanismos de regulación o está
confinado a medios de salinidad dada, [3].
De aquellos organismos que sólo admiten ambientes de una salinidad determinada o muy poco varia-
ble se dicen que son "estenohalinos", como la concentración de sus fluidos varía con la del medio exterior
se dice que son "poiquilosmóticos"; en cambio aquellos que tienen algún sistema de regulación que les
permite mantener la concentración de sus fluidos independiente de la del medio se dice que son
"homosmóticos" y, como por lo tanto admiten medios de salinidades diferentes, a veces muy diferentes,
se los llama "eurihalinos", para lograr este mantenimiento de concentración interior gastan un considera-
ble trabajo metabólico, p. ej. un 2% del metabolismo total 1, [3].
Las partículas coloidales le confieren, p. ej., turbiedad al agua, las sedimentables tienden a colmar los
cauces, a su vez las flotantes, además de su fealdad, alteran las propiedades de la superficie libre del agua,
pudiendo modificar el intercambio de gases con la atmósfera.
En general todos los sólidos en suspensión modifican las propiedades ópticas del líquido y, recorde-
mos, la importancia de la luz para la fotosíntesis y, por lo tanto, para el buen estado del medio.
No olvidemos que mientras la turbiedad, como dijimos, se origina en los sólidos coloidales, el color
verdadero se debe principalmente a las substancias disueltas en el agua.
Los sólidos sedimentables tienden a colmar los cuerpos de agua, y pueden obstruir cañerías, sobre to-
do si tienen poca tendencia a fluir, como los compactos. Por otra parte, una gran acumulación de sedi-
mentos en los cuerpos de agua aumenta la tendencia a los procesos anaeróbicos.
El agua con una velocidad de unos 0,30 m/s transporta efectivamente, es decir con esa velocidad se
completa la limpieza de la conducción, granos de arena de cuarzo con una densidad de 2,65 kg/dm3 y un
diámetro de 0,09 mm y partículas de materia orgánica de 1,2 kg/dm3 de 0,75mm, incluso arrastra lentamen-
te a lo largo del invertido de una cañería a materiales de veinte veces ese tamaño, si no son pegajosos, [40].
Para tener una idea en lo que hace a los sólidos arrastrados por el agua residual de una ciudad si no
hay vertidos residuales de industrias puede ser útil la tabla 14 que resumimos a partir de datos del Sr. Ing.
Imhoff, [2].
Mineral Orgánico Total Mineral Orgánico Total D.B.O.
[g. m-3] [g . hab.-1 . día-1]
Materias sedimentables en suspensión 130 270 400 20 40 60 19
Materias no sedimentables en suspensión 70 130 200 10 20 30 12
Materias disueltas 330 330 660 50 50 100 23
Totales 530 730 1.260 80 110 190 54
Tabla 14 Sólidos contenido en promedio del agua residual de una ciudad alemana donde no hay
vertidos residuales de industrias, de [2] modificado.
Por ejemplo en los líquidos cloacales de nuestra ciudad de Buenos se han medido los valores que indi-
camos en las tablas del ANEXO V.
6) Demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O.): se la puede definir como la cantidad de oxígeno, di-
suelto en el agua, que necesita una comunidad microbiana para metabolizar a la materia orgánica, oxidar
a los compuestos reducidos del nitrógeno y a ciertas especies minerales presentes en el agua[14].
O, con más detalle, se la puede definir a la demanda bioquímica de oxígeno como la cantidad de oxí-
geno gaseoso disuelto en el líquido que necesita, durante un tiempo determinado, a una temperatura dada
y a obscuras, una comunidad microbiana para:
1) obtener energía metabólica a partir de la respiración celular, es decir
M.O. + O2 → CO2 + H2O + energía (1)
este consumo es llevado a cabo por todos los seres vivos aeróbicos y facultativos de la comunidad,
2) obtener energía para la transformación de carbono inorgánico en carbono orgánico por bacte-
rias quimiosintetizadoras autótrofas (también llamadas quimiolitotrofas o quimioautótrofas, [37]), p. ej.

1 : de colores variados, variable, cambiante. ..:del mismo..., : semejante, igual parecido.

; estrecho.

.
 Parámetros... 15..

bacterias como las del género Nitrosomonas, que, entre otras oxidan el amoníaco a ion nitrito, el cual, a
su vez es tomado, por ejemplo, por las bacterias del género Nitrobacter para oxidarlo a nitrato según [37]
NH4+ + 1 ½ O2 → NO2- + 2 H+ + H2O + energía (2)
- -
NO2 + ½ O2 → NO3 + energía (3)
y bacterias como Beggiatoa y ciertas especies del género Thiobacillus oxidan el ion sulfuro, según[37]
H2S + ½ O2 → S0 + H2O + energía (4)
S + 1½ O2 + H2O → H2SO4 + energía
0 (5)
por su parte Thiobacillus ferroxidans y algunas otras especies de bacterias, en condiciones adecuadas de
pH ,en general ácidas, pueden oxidar el ion ferroso a férrico, obteniendo energía, [37]
2Fe2+ + ½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O + energía (6)
en estos tres casos los consumidores de oxígeno son bacterias autótrofas quimiosintetizadoras, de las oxi-
daciones indicadas obtienen la energía para la transformación de compuestos inorgánicos en orgánicos,
luego, aparentemente, cuando precisan energía para sus otras funciones vitales la obtienen mediante la
respiración celular según la (1),
3) además, y tal como se hace el ensayo, de existir reductores fuertes que se oxiden químicamen-
te, por ejemplo iones sulfuro, compuestos de hierro II o ión ferroso, también influirán en los resultados,
aunque no sea estrictamente un consumo de origen biológico.
La Demanda Bioquímica de Oxígeno es un parámetro bioquímico cuya determinación se lleva a cabo
en condiciones de laboratorio y en un medio dado, [15]. Al aplicar los resultados obtenidos de este bioen-
sayo al cálculo de la demanda real de oxigeno en un cuerpo de agua debe tenerse en cuenta que las condi-
ciones ambientales reales de temperatura, comunidad biológica, movimiento del agua, luz solar y concen-
tración de oxigeno no se pueden reproducir exactamente en el laboratorio, [9], además en el ensayo se
mantienen constantes una serie de variables que son cambiantes en un cuerpo de agua natural, como la
temperatura, la luz, la turbulencia; por otra parte, dentro del frasco se establece una competencia entre
especies microbianas diferente a la natural, resultando una curva de consumo de oxígeno semejante a la
de crecimiento de los microorganismos, incluso en la naturaleza no necesariamente los procesos son
aeróbicos; no obstante la demanda bioquímica de oxígeno es el ensayo más importante empleado para
determinar la contaminación por materia biotransformable y reduce a números un fenómeno natural muy
complejo, adaptado de [43], con cambios.
Salvo excepciones la concentración de especies minerales reducidas, p. ej. de ion ferroso o de ion sul-
furo, en efluentes líquidos es muy pequeña y entonces se divide a la Demanda Bioquímica de Oxígeno en
dos fracciones: la de la materia orgánica carbonosa y a la debida a materia nitrogenada, [14].
En los efluentes cloacales la demanda bioquímica de oxígeno debida a substancias carbonosas tiene
lugar normalmente antes de aquella debida a materia nitrogenada, dando lugar a una curva en dos etapas;
en los sistemas naturales y en ciertos efluentes líquidos industriales ambas demandas pueden tener lugar
simultáneamente.
Así aparecen dos etapas diferentes, [16]; en la primera, microorganismos de distintas especies degra-
dan la materia orgánica sobre todo a anhídrido carbónico y agua y se producen otras substancias sencillas
p. ej. el amoníaco como consecuencia de la hidrólisis de las proteínas. En la segunda etapa p. ej. bacterias
del género Nitrosomonas oxidan el amoníaco a nitritos y las del género Nitrobacter los nitritos a nitratos,
a estas bacterias se las suele llamar "nitrificantes", en general son escasas y su reproducción es muy lenta
a temperaturas normales, como vimos en el ANEXO I del capítulo “el ecosistema y la energía”, por lo
que su influencia en el consumo de oxígeno se hace notable normalmente recién cuando ya ha sido oxida-
do un 90% de la materia orgánica carbonosa, lo que, para 20ºC, sucede aproximadamente entre los 10 y
los 12 días, pero que puede adelantarse mucho si ya al comienzo existen las bacterias nitrificantes en can-
tidad suficiente. Es lo que tratamos de representar en la figura 12.
En general se puede considerar que el tiempo de duplicación de las bacterias “comunes”, p. ej. Esche-
richia coli, es del orden de la media hora, en cambio el de las nitrificantes ronda las 12 horas, es decir que
si partimos de una bacteria nitrificante y de una bacteria “común”, en esas horas habrá tenido lugar una
duplicación de la nitrificante y al final habrá 2 bacterias de esa clase, en cambio en el mismo lapso han
tenido lugar unas 24 duplicaciones de las bacterias “comunes” y al final, teóricamente, habrá 2 24 o sea
aproximadamente 17.000.000 de dichos microorganismos, y su influencia en el consumo de oxígeno será
notablemente superior.
Para evitar que suceda la segunda etapa se puede tratar previamente la muestra, p. ej. pasteurizándola,
o agregando inhibidores de la nitrificación, como el azul de metileno, la tiourea o la aliltioúrea [11].
16. Parámetros...

Algunos autores, llaman Demanda Bioquímica Carbonosa (D.B.O.C.) a la correspondiente a la prime-

ra fase, es decir sin influencia de las bacterias nitrificantes, y Demanda Bioquímica Nitrogenada
(D.B.O.N.) a la que resulta de la acción de estos microorganismos, [14] y [62].

Fig. 12. Curva de la demanda bioquímica de oxígeno en función del tiempo, [17] y [75].
De muchos estudios sobre la demanda bioquímica de oxígeno se ha podido concluir que:
a) la demanda bioquímica de oxígeno de la primera etapa tiende asintóticamente a un límite, que es
una medida indirecta de la concentración de materia orgánica biodegradable presente en la muestra,
b) la demanda bioquímica de oxígeno que se ejerce en la unidad de tiempo es una fracción constante
de la que falta por satisfacer, o demanda bioquímica de oxígeno remanente en un momento dado; es decir
que la velocidad de degradación en un momento cualquiera durante la primera etapa es directamente pro-
porcional a la cantidad de materia orgánica biodegradable que contiene la muestra en ese instante, lo que
se puede expresar matemáticamente:
Xt = L (1 - 10-K . t) (7)
donde:
Xt = demanda bioquímica de oxígeno ejercida o satisfecha a los t días,
L = demanda bioquímica de oxígeno total de la primera etapa,
K = constante de desoxigenación.
De donde se deduce: Xt = L - Lt (8)
donde
Lt = demanda bioquímica de oxígeno remanente en el momento t,
o sea para el momento inicial, es decir para t = 0, resulta: Lt = 0 = L. (9)
Entonces resulta:
Lt = L – Xt = L – L . (1 – 10-K . t) = L – L + L e-K' . t = L e-K' .t (10);
donde K' = 2,303 K y podemos deducir
dL t = - K’ . Lt . dt (11).
Es decir corresponde a la expresión de la cinética de primer orden, como tratamos de representar en la
figura 13.

Fig. 13 Demanda bioquímica de oxígeno ejercida y remanente, en función del tiempo.

.
 Parámetros... 17..

Del Manual de saneamiento de poblaciones [2] extrajimos la tabla 15, referida a un líquido cloacal
fresco; en ella resaltamos los valores correspondientes a cinco días y veinte grados, que se usan normal-
mente como referencia.

Días Temperatura
5ºC 10ºC 15ºC 20ºC 25ºC 30ºC
1 0,11 0,16 0,22 0,30 0,40 0,54
2 0,21 0,30 0,40 0,54 0,71 0,91
3 0,31 0,41 0,56 0,73 0,93 1,17
4 0,38 0,52 0,68 0,88 1,11 1,35
5 0,45 0,60 0,79 1,00 1,23 1,47
6 0,51 0,68 0,88 1,10 1,31 1,56
7 0,57 0,75 0,95 1,17 1,40 1,62
8 0,62 0,80 1,01 1,23 1,45 1,66
9 0,66 0,85 1,06 1,28 1,49 1,69
10 0,70 0,90 1,10 1,32 1,52 1,71
12 0,77 0,97 1,17 1,37 1,56 1,73
14 0,82 1,02 1,21 1,40 1,58 1,74
16 0,85 1,06 1,24 1,43 1,59 1,75
18 0,90 1,08 1,27 1,44 1,60 1,76
20 0,92 1,10 1,28 1,45 1,61 ---
25 0,97 1,14 1,30 1,46 --- ---
Demanda
completa de 1,02 = 1,17 = 1,32 = 1,46 = 1,61 = 1,76 =
oxígeno de la =0,7x1,46 =0,8x1,46 =0,9x1,46 =1/0,684 =1,1x1,46 =1,2x1,46
primera fase
Tabla 15. Descomposición en la primera fase en un agua aireada, a diferentes temperaturas, referi-
da a la demanda de oxígeno a los cinco días, a 20°C, según Fair, en [2].
Con la figura 14 tratamos de aclarar el uso de la tabla 15. Como se ve, es una tabla de doble entrada,
por la temperatura en las columnas y por los días de incubación en las filas. mmmm
Es decir los números i días , j ºC dados en la tabla 15 re-
lacionan los valores de la demanda bioquímica de oxígeno
correspondientes a un día i y una temperatura j con los de la
demanda bioquímica de oxígeno normalizada, es decir para 5
días y 20ºC, a la que se le asignó el valor 5 días, 20ºC = 1 .

Fig. 14. Esquema de la tabla 15.

Por lo tanto los números i, j dados en la tabla 15 nos permiten calcular el valor esperable de la de-
manda bioquímica de oxígeno de un líquido, en el tiempo i días para una temperatura j ºC, conociendo la
correspondiente a i’ días y j’ ºC. Por ejemplo si la demanda bioquímica de un efluente medida durante
i = 2 días á j = 30ºC vale 250 mg/l, a la resultante a i’ = 5 y j’ = 20ºC la podemos estimar:
según la tabla 15 :
2 días, j 30ºC = 0,91
5 días, j 20ºC = 1,00
entonces podemos poner:
D.B.O.5días, 20ºC D.B.O.2 días,30ºC
(12)
5 días, 20º C 2 días, 30º C

y reemplazando valores:
D.B.O.5días,20ºC 250 ml g
5días,20º C 0,91
por lo que resulta
1 250 ml g
D. B. O.5días,20º C 275 ml g
0, 91
18. Parámetros...

Debe notarse que estos valores sirven como orientación, pues los consignados en la tabla 15 sólo valen
para las condiciones en las que se los midieron. Existen otras tablas similares debidas a otros autores que
dan valores diferentes. En la práctica siempre es conveniente hacer las determinaciones en el laboratorio.
Como vimos al tratar del parámetro temperatura, al aumentar ésta, dentro de márgenes aceptables según
cada especie, aumenta la actividad biológica, como mayor actividad biológica implica mayor necesidad de
energía metabólica, crecerá la respiración celular y, por lo tanto, será mayor el consumo de oxígeno durante
un tiempo dado, es decir aumentará la demanda bioquímica de oxígeno durante ese mismo tiempo.
Así en la figura 15 tratamos de mostrar cómo
varía la demanda bioquímica de oxígeno de la pri-
mera fase en función del tiempo y de la temperatu-
ra, como queda expresada por los valores dados en
la tabla 15.

Fig. 15. Curva de la demanda bioquímica de

oxígeno en función del tiempo y la temperatura.

Según podemos ver por los valores de la tabla 15, para un líquido cloacal a los 5 días y 20ºC se ha sa-
tisfecho un 68 % del total de la primera etapa (correspondiente a 100 x 1/1,46), por lo que normalmente
se toman como condiciones de referencia para los ensayos de demanda bioquímica de oxígeno un período
de incubación 5 días y una temperatura de 20ºC. Tanto que, si no se aclara lo contrarío, para cualquier
tipo de líquido se considera a la demanda bioquímica de oxígeno medida en esas condiciones. Así p. ej.
una demanda bioquímica de oxígeno de 320 g/m3 significa que una comunidad bacteriana necesitará un
total de unos 320 g de oxígeno gaseoso disuelto por cada m3 de agua para metabolizar a la materia orgá-
nica, oxidar a los compuestos reducidos del nitrógeno y a ciertas especies minerales presentes en el agua,
a 20ºC y en los 5 días a partir del momento considerado.
Volviendo a la tabla 15 podemos sacar algunas consecuencias de interés que corroboran lo ya adelantado:
1) cuando crece la temperatura aumenta la demanda bioquímica de oxígeno correspondiente a un tiem-
po dado, por ejemplo a los 10 días y 30ºC se satisface el (1,71/1,32)x 100 = 130% de la correspon-
diente al mismo plazo pero a 20ºC,
2) a mayor temperatura la demanda total de la primera fase es mayor y se satisface en menos tiempo,
de nuevo comparemos los valores para 30ºC, 20ºC y 5ºC:
para 30ºC el total es de (1,76/1,00)x100 = 176% de la D. B. O.5,20 y se completa a los 18 días,
para 20ºC el total es de (1,46/1,00)x100 = 146% de la D. B. O.5,20 y se completa a los 25 días, y
para 5º el total es de (1,02/1,00)x100 = 102% de la D. B. O. 5,20 y no se indica cuándo se completa,
pero seguro lo hace más allá de los 25 días, pues en ellos se satisfizo solamente el 0,97 x 100= 97%
de la D. B. O. 5,20.
Según el boletín XI , Demanda Bioquímica de Oxígeno, de O.S.N. [16] , se puede calcular aproxima-
damente la demanda bioquímica de oxígeno total, incluyendo la primera y la segunda etapa, mediante la
siguiente expresión:
Y = Lc (1 - 10-Kc t ) + Ln (1 - 10-Kn (t – a) ) (13)
donde:
Y = demanda bioquímica de oxígeno total, de las dos etapas, correspondiente al tiempo t,
Lc = demanda bioquímica de oxígeno total de la primera etapa,
Kc = coeficiente de desoxigenación para la primera etapa,
Ln = demanda bioquímica de oxígeno total de la segunda etapa,
Kn = coeficiente de desoxigenación para la segunda etapa,
a = una constante que representa el tiempo al cual comienza la segunda etapa.

En el caso de efluentes industriales la evolución de la demanda bioquímica de oxígeno en el tiempo

puede ser muy diferente, incluso requerir períodos muy largos para satisfacerse en una proporción impor-
tante, o no ocurrir nunca; como ejemplos veamos el gráfico de la figura 16, basada en [18], completada y
modificada.

.
 Parámetros... 19..

En la figura 16, líquido:

cloacal= curva normal de demanda biquímica
de oxígeno, 1ª etapa,
caso 1 = mala adaptación de los microorga-
nismos a la materia orgánica a de-
gradar,
caso 2 = fuerte consumo inicial de oxígeno
por presencia de reductores inorgá-
nicos fuertes, tales como sulfuros y
sulfitos, en concentraciones relati-
vamente elevadas,
caso 3 = consumo nulo de oxígeno durante
todos los días, podría deberse a:
3 – a = ausencia de microorganismos
vivos por existencia de un in-
hibidor, p. ej. un tóxico en con-
Fig.16. demanda bioquímica de oxígeno en función del
centraciones elevadas, no se
tiempo para efluentes de diferentes orígenes,
ajustó el pH, etc.
adaptada a partir de [18].
3 – b = ausencia de microorganismos
vivos porque la muestra no los traía, p. ej. el líquido en sí es estéril, v. gr. una solución para
uso medicinal; o fue desinfectado previamente, p. ej. líquido extraído inmediatamente des-
pués de un tratamiento de desinfección, o que ha hervido; en cualquiera de estos ejemplos se
trataría de un error de trabajo, pues se debería haber inoculado, o sembrado, la muestra,
3 – c = ausencia de substancias biotransformables por los microorganismos inoculados en la mues-
tra, p. ej. ausencia de materia orgánica biodegradable, notemos que no toda la materia orgáni-
ca lo es.
En el ANEXO VI incluimos la descripción resumida de los principales métodos empleados para medir
la demanda bioquímica de oxígeno.
Cabe aclarar que no existe un método aceptable para determinar la exactitud del ensayo de demanda
bioquímica de oxígeno. En un estudio llevado adelante por la Agencia de Protección Ambiental de los
EE. UU. de N. A., [9], en el que 86 analistas, trabajando en 58 laboratorios sobre muestras de agua natu-
ral a la que se le agregaron incrementos exactos de compuestos orgánicos biodegradables obtuvieron va-
lores medios de D.B.O.5, 20 de 2,1 y 175 mg/l, con desvíos estándar de + 0,7 y + 26mg/l, respectivamente.
La materia orgánica carbonosa en los cuerpos de agua puede originarse por fuentes naturales o artifi-
ciales. Entre las naturales encontramos exudados de algas, excrementos de animales y organismos muer-
tos en general, y purgas y lixiviados bentónicos. Entre las fuentes artificiales encontramos descargas pun-
tuales, como las provenientes de conductos cloacales o industriales y fuentes no puntuales, p. ej. esco-
rrentía urbana y determinadas descargas agrícolas. A su vez la materia orgánica carbonosa puede ser sepa-
rada de las aguas naturales por sedimentación, degradación microbiana y por absorción y adsorción por la
biota bentónica, [14], y partículas minerales, en especial coloidales, como por ejemplo, las de arcilla.
A partir de la demanda bioquímica de oxígeno podemos definir la carga orgánica correspondiente a
un vertido como la cantidad de oxígeno que precisarían los microorganismos para degradar a las substan-
cias biodegradables y oxidar los otros reductores mencionados en la definición de la demanda bioquímica
de oxígeno presentes en el efluente vertido durante una unidad de tiempo, generalmente un día, o por
cada habitante, o por una unidad de producción. Debemos destacar que, si no se dice nada en contrario,
esa cantidad de oxígeno será el total consumido durante los cinco primeros días después del vertido y a
20°C, según la definición de la demanda bioquímica de oxígeno normalizada, ya vista.
Por ejemplo según el Manual de Saneamiento de Poblaciones del Ing. Imhoff [2] se puede considerar
que la carga orgánica correspondiente a un habitante promedio en Europa es del orden de 54 g (hab.día)-1.
Ése es el valor que consideraremos nosotros, pero, como destaca el autor, varía con las costumbres de
cada país, así en los Estados Unidos de Norte América podría llegar a 74 g (hab.día) -1 en los casos en los
que se agrega el agua de lluvia con los arrastres de las calles.
En el ANEXO VII agregamos un cálculo nuestro de la carga orgánica por habitante y por día al Río de la
Plata originada por nuestra ciudad de Buenos Aires y sus alrededores, en base a la información dada en [6].
En el caso de procesos o establecimientos industriales con efluentes de comportamiento similar frente
a los microorganismos que el que presentan los líquidos cloacales, se puede definir una población equiva-
20. Parámetros...

lente a dicho proceso o establecimiento comparando la carga orgánica del mismo y la adoptada para un
habitante equivalente.
Entonces resulta que podemos calcular:
Carga orgánica de una fábrica = Carga Org. fáb.= D. B. O. x Q (14)
donde:
D. B. O. = demanda bioquímica de oxígeno del efluente líquido de la fábrica, p. ej. en [g/m3],
Q = caudal del efluente líquido de la fábrica, p. ej. en [ m3 / día],
entonces la carga orgánica de la fábrica queda expresada en [g / día], g son gramos de oxígeno según se
miden en el ensayo de demanda bioquímica de oxígeno.
Si llamamos Carga Org. hab. a la carga orgánica por habitante, [en g / (habitante x día)] , donde, de
nuevo, g son gramos de oxígeno según se miden en el ensayo de demanda bioquímica de oxígeno, pode-
mos calcular el número de habitantes que verterían una carga orgánica en sus líquidos cloacales equiva-
lente a la vertida por la fábrica en sus efluentes líquidos, es decir sería una población equivalente a la
fábrica en lo que hace a la carga orgánica:
Pobl. eq. fáb. [habitantes equivalentes] = Carga Org. fáb. / Carga Org. hab. (15)
P. ej.: dada una fábrica cuyos efluentes líquidos tengan una demanda bioquímica de oxígeno
D. B. O. = 540 [g/m3], con un caudal
Q = 100 [ m3 / día], tendrá una carga orgánica
Carga Org. fáb.= D.B.O. x Q = 540 [g. m-3] x 100 [m3 / día] = 54.000 [g / día],
es decir los microorganismos requerirán unos 54 kg de oxígeno gaseoso disuelto en el agua, en total du-
rante los 5 primeros días a partir del momento del vertido, para la degradación de los efluentes vertidos
durante un día y a 20°C.
La población equivalente correspondiente, expresada como habitantes equivalentes, será:
Pobl. eq. fáb. = Carga Org. fáb./ Carga Org. hab.
Pobl. eq. fáb.= 54.000 [g . día-1] / 54 [g . hab.-1 . día-1] = 1.000 [hab. equivalentes].
Debemos destacar que el concepto de población equivalente vale en tanto el efluente en cuestión se
comporte ante los microorganismos en forma parecida a un líquido cloacal, más concentrado o más dilui-
do pero asimilable uno a otro. Sólo tiene en cuenta la demanda de oxígeno pero no el aporte de sólidos,
por lo que, p. ej. para el cálculo de sedimentadores primarios no es útil, tampoco valdría para un efluente
industrial conteniendo tóxicos que no son arrojados normalmente por un habitante promedio, etc., [2].
En el ANEXO VIII incluimos una tabla que extrajimos del excelente Manual de saneamiento de po-
blaciones del Sr. Ing. Don Karl Imhoff, [2], la misma muestra valores de poblaciones equivalentes para
diferentes ramas de la industria; debemos destacar que es europea y del año 1.969 aproximadamente; por
lo que sus valores deben ser revisados muy cuidadosamente si se los desea aplicar ahora y en nuestro país,
ante los grandes cambios tecnológicos y de manera de trabajar que ha habido.
Por otra parte, observemos que si conocemos la producción de la fábrica podemos calcular la carga
orgánica por unidad producida.
Carga orgánica por unidad producida = Carga orgánica de la fábrica / Producción,
así, si en el ejemplo suponemos una producción de 100 [unidades/día] entonces la carga orgánica por
unidad producida sería:
Carga org. por unidad producida = 54.000 [g/día] / 100 [unidades/día] = 540 [g/unidad].
Si se plantea incrementar la producción a 150 [unidades/día] la nueva carga orgánica valdrá:
Carga org, nueva = Carga org. por unidad producida x Producción proyectada,
Carga org, nueva = 540 [g/unidad] x 150 [unidades/día] = 81.000 [g/día].
Este cálculo vale en tanto se mantengan constantes el equipamiento, la técnica de producción, los ma-
teriales empleados, la manera de trabajar, etc.
Sin darnos cuenta hemos llegado al concepto de “factor de emisión”, como un número, obtenido empí-
ricamente, que relaciona la cantidad emitida de una substancia con la producción o algún factor de la
misma, como la cantidad de empleados ocupados o de materias primas consumidas.
Se habla de factores de emisión en los casos de emisiones líquidas o de emisiones de gases de escape a
la atmósfera, para los residuos sólidos se suele hablar de factores de generación, ya que no se emiten
si no, más bien, se arrojan.
Estos factores sólo sirven como una primera idea, jamás se debe proyectar un sistema de tratamiento
en base a los mismos ya que, como acabamos de decir, dependen estrechamente del equipamiento, la
técnica de producción, los materiales empleados, la manera de trabajar, etc.
Veamos un ejemplo muy sencillo que nos muestra cómo depende el factor, en este caso de generación

.
 Parámetros... 21..

de residuos sólidos, de la técnica y la manera de trabajar : emplear un huevo de gallina implica la genera-
ción de una cáscara, si una tortilla llevara dos huevos, se generarían dos cáscaras por tortilla y el corres-
pondiente factor de generación sería 2 cáscaras / tortilla; pero si previamente se lavan bien los huevos,
luego, una vez vaciados se enjuagan las cáscaras, se las hace hervir, se las seca al sol, no en un horno pues
toman gusto y color desagradables, y se las muele, se las puede emplear como fuente de calcio comiendo
una cucharadita por día, según le recomendó un Médico a mi Mamá hace muchos años. De esa forma no
habría generación del residuo y el respectivo factor de generación sería nulo.
La demanda bioquímica de oxígeno del líquido cloacal bruto de nuestra ciudad de Buenos Aires puede
tomar valores entre 330 y 510 mg/l, y la del líquido sedimentado entre 210 y 310 mg/l, según la hora y el
día de la semana, [40]; en el ANEXO V incluimos una tabla de la misma fuente que muestra valores pro-
medio, máximos y mínimos de la demanda bioquímica de oxígeno así mismo para nuestra ciudad.
Como también mostramos en el ANEXO V, otros autores han medido la calidad del líquido cloacal
(en la descarga en Berazategui de la colectora máxima que recoge los líquidos cloacales de nuestra ciudad
de Buenos Aires), con muestras compensadas durante 24 horas y 7 días a la semana (septiembre a no-
viembre de 1.986) resultando una demanda bioquímica de oxígeno mínima de 135 mg/l y máxima de 450
mg/l, no se informa si se trata de líquido bruto o sedimentado, muy probablemente sea sedimentado, [6].
En cambio, como consecuencia de un consumo muy pequeño de agua potable, en Amman, Jordania, la
demanda bioquímica de oxígeno de las aguas residuales domésticas supera los 850 mg/l, [34].
Otros autores informan valores en general de la demanda bioquímica de oxígeno de agua residual ur-
bana entre 100 y 400 mg/l, [55].
Como referencia puede ser útil la tabla 16, que resumimos a partir de datos del Ing. Imhoff, [2].
D. B. O. [g. m-3] D. B. O. [g . hab.-1 . día-1]
Materias decantables en suspensión 130 19
Materias no decantables en suspensión 80 12
Materias disueltas 150 23
Totales 360 54
Tabla 16. Demanda bioquímica de oxígeno promedio del agua residual de una ciudad alemana
donde no hay vertidos de efluentes de industrias, [2].
Los valores de D. B. O. para líquidos industriales pueden ser totalmente diferentes, como ejemplos
damos en la tabla 17 algunos de los que consigna el Ing. Imhoff, [2], observemos las unidades mientras en
los líquidos cloacales teníamos valores de pocas centenas de miligramos por litro aquí encontramos valo-
res hasta de centenas de gramos por litro, es decir hasta casi mil veces más.
D. B. O.
Sangre (aproximadamente 7% del peso vivo) 160 á 210 g/l
Agua de estiércol o de letrina 7 á 18 g/l
Suero de la leche 45 g/l
Agua de primer lavado de mantequilla 17 g/l
Fenol 1,7 g/g
Tabla 17. Demanda bioquímica de oxígeno de algunos efluentes líquidos industriales, [2].
Si bien la D. B. O. de las substancias “puras” como la sangre o el suero de la leche no dependen de los
procesos que las originaron, en el caso de efluentes de procesos productivo la dependencia es grande, así
debemos notar que los datos de la tabla 17 son europeos y antiguos, 1.969, y las técnicas varían mucho
con las de nuestro País y ahora. P. ej. en nuestra Provincia de Santa Fe en 1.979 se midieron en los efluen-
tes líquidos de diferentes fábricas de queso valores de D. B. O. entre 435 y 5.700 mg/l, de leche pasteuri-
zada entre 57 ý 650 mg/l, y de manteca entre 890 y 7.200 mg/l, lo que muestra las grandes diferencias
resultantes, sobre todo, de los modos de trabajar, [57].
Como idea de valores de las demandas bioquímica y química del agua de nuestros ríos, en la tabla I del
ANEXO IX hemos resumido algunos valores para el río Uruguay, medidos en el centro del cauce del río, [44].
7) Demanda química de oxígeno (D.Q.O.): se puede definir como la cantidad de un oxidante quími-
co fuerte, expresada como masa de oxígeno por unidad de volumen del líquido en ensayo, consumida
para la oxidación más o menos total de los reductores presentes en la muestra.
Como vimos en el ANEXO I del capítulo “el ecosistema y la energía”, oxidar implica quitar electrones
a los átomos de un elemento o bien iones hidrógeno de un compuesto, así el oxígeno gaseoso es capaz de
oxidar al carbono, p. ej. del metano, según las ecuaciones:
22. Parámetros...

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O (1)

o sea metano + oxígeno → anhídrido + agua
carbónico
podemos pensarlo así
C4- → C4+ + 8 e- (2) es decir el carbono se oxida,
O0 + 2 e- → O2- (3) y el oxígeno se reduce,
o si lo pensamos desde el punto de vista de los iones hidrógeno éstos fueron cedidos por el metano, que se
oxidó y ganados por el oxígeno, que se redujo, para dar agua.
Según nos hizo notar el Sr. Alumno Don Emiliano Carreira, del 2º Cuatrimestre del 2.014, al que mu-
cho le agradecemos su observación, la (2) y la (3) hacen suponer que, p. ej. el carbono en la molécula
orgánica se comporta como si ésta estuviera disociada en iones monoatómicos. En rigor las cosas no son
así en compuestos covalentes, no obstante se imaginó el concepto de estado o número de oxidación que es
la carga hipotética que tendría un átomo si el ión o molécula al que pertenece estuviera totalmente dis-
ociado en iones monoatómicos, así por ejemplo, si hipotéticamente la molécula de metano fuera iónica el
anión sería el C4- y el catión el H+; para no generar confusión se prefiere indicar al estado de oxidación
con números romanos entre paréntesis, p. ej. H(+I) ó C(-IV), [71]. Por lo que las expresiones anteriores
quedarían:
C(-IV) → C(+IV) + 8 e- (2) es decir el carbono se oxida,
O(0) + 2 e → O(-II)
- (3) y el oxígeno se reduce.
En el ANEXO X hemos resumido las reglas para asignar el número de oxidación a un átomo en una
molécula o un ión.
Es decir, según la (3) cada molécula de oxígeno (O2) es capaz de tomar 2 x 2 = 4 electrones.
Si usamos como oxidante al dicromato de potasio según la ecuación:
2- Ag+
Cr2O7 + 14 H + + 6 e- 2 Cr 3+ + 7 H 2O
notamos que cada ión dicromato toma 6 electrones (ya que cada átomo de cromo pasa de Cr 6+ á Cr 3+ y
hay dos en el ión dicromato) es decir un mol de dicromato toma igual número de electrones que un mol y
medio de oxígeno (6/4), así, si conocemos el consumo de dicromato podremos calcular el consumo equi-
valente de oxígeno.
La oxidación depende de la clase de substancia a oxidar, del pH , del tiempo de reacción, de la tempe-
ratura, del agregado de catalizadores, del oxidante usado y de su concentración. Todo esto obliga a un
control estricto de las condiciones de trabajo, [21].
Como oxidantes se usan el permanganato de potasio, (KMnO4), o el dicromato de potasio, (K2Cr2O7).
Mientras la determinación con permanganato se puede hacer en medio básico o ácido, dando en general
resultados mayores en este último medio, el ensayo con dicromato se realiza siempre en medio ácido, [43].
Con el permanganato de potasio (KMnO4) en frío se mide el consumo por los reductores más fuertes, p.
ej. los iones sulfuro o hierro ferroso, en cambio en caliente, a temperatura de ebullición, se determinan todos
los reductores que reaccionan en las condiciones de ensayo, fundamentalmente los recién indicados y las
substancias orgánicas que reaccionan en esas condiciones; oxida en gran medida a hidratos de carbono,
fenoles y lejías residuales de sulfito de celulosa, oxida en pequeña proporción los productos proteínicos y no
oxida los detergentes y productos residuales de la síntesis orgánica en el campo de los plásticos como el
ácido ftálico, el ácido benzoico, ácidos grasos de bajo peso molecular, alcoholes y cetonas, [10] y [46].
Con el dicromato de potasio (K2Cr2O7) se evalúa el consumo por todos los reductores que reaccionan
en las condiciones del ensayo, que son más severas, por ser un oxidante más fuerte que el permanganato
de potasio y hacerse el ensayo en caliente, a temperatura de reflujo, y con el agregado de un catalizador,
[46]. La temperatura de reflujo es la que alcanza la solución cuando los vapores se condensan y retornan a
la misma, en un aparato como el que dibujamos en la figura mostrada en el ANEXO XI. En esas condi-
ciones se oxidan casi todas las substancias orgánicas solubles en agua, excepto una serie de compuestos
nitrogenados y de hidrocarburos apenas solubles en agua, además se oxidan iones nitrito, bromuro, iodu-
ro, algunos iones metálicos y compuestos del azufre, [10] y [73]. Otros autores indican que si bien los
azúcares, los compuestos substituidos del benceno y de las cadenas alifáticas son oxidados totalmente, el
sulfato de plata cataliza la oxidación de otros como los alcoholes, los aminoácidos, etc., no obstante subs-
tancias tales como el benceno, la urea, la piridina, el tolueno, etc. no son oxidadas por el dicromato en las
condiciones del ensayo, [43].
Destaquemos que normalmente cuando se habla de demanda química de oxígeno se hace referencia a
los métodos que emplean dicromato de potasio. Cuando se emplea permanganato de potasio no se suele

.
 Parámetros... 23..

hablar de demanda química de oxigeno, aunque el método lo sea, sino de oxígeno consumido del per-
manganato, [46]. También se pueden usar otros oxidantes pero sus desventajas comparativas han hecho
que se los deje de lado.
En el ANEXO XI incluimos una breve descripción de las técnicas que se usan para medir la demanda
química de oxígeno, y en el ANEXO XII una tabla que resume una comparación de los diferentes oxidan-
tes que se pueden usar en el ensayo.
En la tabla del ANEXO IX resumimos los valores de la demanda bioquímica de oxígeno y demanda
química de oxígeno en el centro del cauce del río Uruguay en distintas localidades, [44].
La demanda química de oxígeno, medida como el oxígeno consumido del permanganato, del líquido
cloacal de nuestra ciudad de Buenos Aires puede tomar valores entre 65 y 350, con un promedio de 155
mg/l, [40], como mostramos en el ANEXO V. Otros autores dan valores en general de la demanda quí-
mica de oxígeno de agua residual urbana entre 250 y 1.000 mg/l, pero no aclaran el oxidante usado, aun-
que, por los valores, parece ser dicromato de potasio, [55].
Los principales usos de la demanda química de oxígeno son:
1) antes de hacer el ensayo de demanda bioquímica de oxígeno conviene tener una idea, al menos,
del orden de magnitud del valor del resultado esperado, por ej. para poder hacer las diluciones
necesarias; el valor de la demanda química de oxígeno junto con la información sobre el origen
del líquido a analizar permiten tener esa idea;
2) la determinación de la demanda química de oxígeno dura aproximadamente un par de horas, lo
que permite hacer un control de rutina adecuado de la operación de una planta de tratamiento de
efluentes; recordemos que el ensayo de demanda bioquímica de oxígeno insume cinco días, así
que la información puede llegar tarde; no obstante notemos que el parámetro último a cumplir en
general es la D.B.O. y no la D.Q.O.;
3) cuando no se puede determinar la demanda bioquímica de oxígeno, por ejemplo por la existencia
de tóxicos en el líquido, las normas suelen exigir el ensayo de demanda química de oxígeno e
imponen los correspondientes valores a los límites admisibles.
Aunque la demanda bioquímica de oxígeno se considera fundamental para evaluar la calidad de líqui-
dos cloacales y de la industrialización de los alimentos, su realización práctica ofrece dificultades a veces
difíciles de superar; entonces se puede acudir a la demanda química de oxígeno, en algunas de sus varian-
tes, que aunque sea menos representativa de la acción contaminante de dichos efluentes sobre los cuerpos
de agua receptores, sus determinaciones son más sencillas, rápidas, económicas y accesibles a los labora-
torios corrientes de control de calidad de aguas residuales, [57].
Por lo dicho se ha tratado de encontrar relaciones entre los resultados del ensayo de la demanda bio-
química de oxígeno y de la demanda química de oxígeno, normalmente estas relaciones sólo valen para
un líquido determinado y procedente de un mismo origen, p. ej. una misma fábrica, pero incluso dos esta-
blecimientos distintos de una misma industria pueden presentar relaciones diferentes.
Así, en base a 44 muestras de líquidos residuales provenientes de 13 establecimientos de la industria
láctea de nuestra provincia de Santa Fe durante los años 1.979 y 1.980 se obtuvo una relación lineal entre
la demanda bioquímica de oxígeno, D.B.O., y la demanda química de oxígeno usando dicromato de pota-
sio como oxidante, D.Q.O., [57], pero que es válida sólo para el caso de estudio en particular.
Por otra parte la relación de los valores de demanda bioquímica de oxígeno y de demanda química de
oxígeno de un líquido puede dar una idea de la “biodegradabilidad” del mismo, así se puede considerar
que es biodegradable si dicha relación supera a 0,4; en cambio si es inferior a 0,2 sería básicamente no
biodegradable, [55].
8) Carbono orgánico total (C.O.T.): para determinar la cantidad de carbono que integra las moléculas
de materia orgánica, éstas deben ser transformadas en moléculas que contengan un átomo de carbono
cada una, de manera que puedan ser medidas cuantitativamente.
Los métodos para determinar el carbono orgánico total usan el calor, las radiaciones ultravioleta, la oxida-
ción química por vía húmeda, o una combinación de los mismos para transformar el carbono de la materia
orgánica en dióxido de carbono (CO2); este dióxido de carbono es medido directamente por un detector infra-
rrojo o bien convertido en metano (CH4) y medido mediante un detector de ionización de llama. Las cantida-
des de CO2 o de CH4 son directamente proporcionales a las concentraciones de carbono en la muestra.
En el caso de usar calor se recurre a la combustión catalítica a temperaturas de 680 á 900ºC, llegándo-
se á 1.200ºC, con el riesgo de fundir sales inorgánicas que envenenan el catalizador. La oxidación por vía
húmeda se puede hacer mediante persulfato en medio ácido, para aumentar la eficiencia se combina la
acción química con la radiación ultravioleta; la vía húmeda no es muy eficiente para valores elevados de
C.O.T. pero se recomienda para determinaciones de muy alta sensibilidad, [73].
24. Parámetros...

Resulta una expresión más directa que la demanda bioquímica de oxígeno o la demanda química de
oxígeno del carbono orgánico total contenido en un líquido, pero no suministra el mismo tipo de informa-
ción. Sólo informa sobre el contenido de carbono, pero no de otros elementos ligados a la materia orgáni-
ca, como el nitrógeno y el hidrógeno, y que también consumen oxígeno en los ensayos de demanda quí-
mica de oxígeno ó demanda bioquímica de oxígeno, por lo que estos último métodos no son reemplaza-
dos por la determinación del carbono orgánico total, la que sólo los complementa [20].
El carbono total (C.T.) en una muestra puede estar como, [20] y [73]:
1. constituyente de substancias inorgánicas de las que se libera por acidificación como carbonatos, bi-
carbonatos y CO2 disuelto. Se lo llama Carbono Inorgánico, C.I., para diferenciarlo de lo que sería el
Carbono Inorgánico Total, C.I.T., que, además, tendría en cuenta los átomos de carbono inorgánico no
liberados por acidificación, como los de carburos, cianatos y tiocianatos;
2. como átomos de carbono unidos covalentemente en moléculas orgánicas. A su vez éste puede clasi-
ficarse en:
a. carbono orgánico total (C.O.T.), es decir el que agrupa todo el carbono de ese origen, por defi-
nición: C.O.T. = C.T. – C.I. ;
b. carbono orgánico disuelto (C.O.D.), aquella fracción que pasa por un filtro con 0,45 m de
diámetro de poro;
c. carbono orgánico en partículas (C.O.Part.) o no disuelto, el retenido en el filtro mencionado;
d. carbono orgánico purgable (C.O.Purg.), que es el que es arrastrado, en condiciones dadas, de la
solución acuosa mediante un gas, por ejemplo nitrógeno o aire muy puros, libres de C;
e. carbono orgánico no purgable (C.O.N.Purg.), el que no se puede extraer mediante arrastre con
gases;
f. carbono orgánico volátil (C.O.V.), es la porción del carbono orgánico total que se volatiliza a
una temperatura dada;
g. carbono orgánico no volátil (C.O.N.V.), es la porción del carbono orgánico total que no se vo-
latiliza a una temperatura dada;
3. también se puede clasificar a las formas en las que puede presentarse la materia orgánica, [9]:
I. compuestos de carbono solubles, no volátiles; p. ej. azúcares naturales;
II. compuestos de carbono solubles volátiles, p. ej. mercaptanos;
III. compuestos insolubles, en forma de partículas, como las fibras de celulosa;
IV. compuestos solubles o insolubles adsorbidos sobre o atrapados en substancias inorgánicas in-
solubles que permanecen en suspensión, p. ej. material aceitoso adsorbido sobre partículas de
sedimento.
Observemos que, [73]:
C.O.T. = C.O.D. + C.O.Part.
C.O.T. = C.O.Purg. + C.O.N.Purg.
C.O.T. = C.O.V. + C.O.N.V.
Para eliminar al carbono inorgánico, que en la mayoría de las muestras de agua supera en mucho al
orgánico, se puede acidular el medio y luego arrastrar el CO2 mediante un gas puro, pero con esto tam-
bién se arrastran los compuestos orgánicos volátiles. En los casos en los que se sospeche que los com-
puestos orgánicos volátiles son abundantes se debe determinar carbono total y carbono inorgánico, por
separado, su diferencia dará carbono orgánico total, [20].
Como la muestra se introduce en el equipo mediante una microjeringa o pipeta de microlitros de capa-
cidad resulta que el orificio de salida de las mismas determina el tamaño máximo de las partículas que
puede haber en la muestra, que, además, debe ser homogeneizada previamente.
En un ensayo de precisión, veintiocho analistas trabajando en veintiún laboratorios analizaron solucio-
nes de agua destilada conteniendo incrementos muy exactamente medidos de materia orgánica oxidable,
con los resultados indicados en las tablas 18 y 19, [9].
Incrementos de C.O.T., en mg/l Desvío std. de C.O.T., en mg/l Desviación, en % Desviación, en mg/l
4,9 3,93 + 15,27 + 0,75
107 8,32 + 1,01 + 1,08
Tablas 18 y 19. Precisión en la medición del carbono orgánico total, según [9].
Nuevamente, no hay ninguna relación sencilla entre los resultados de las determinaciones de la de-
manda bioquímica de oxígeno, la demanda química de oxígeno y los de las mediciones de carbono orgá-
nico total, o sus variantes. En la tabla del ANEXO XIII se comparan los diferentes métodos para evaluar
materia orgánica en una muestra de agua.

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 Parámetros... 25..

Según un ejemplo extraído de [19], el ácido oxálico y el alcohol etílico tienen la misma cantidad de
átomos de carbono por molécula, por lo que darán igual valor de C.O.T. pero requieren diferentes canti-
dades de oxígeno para ser oxidados, por lo que tendrán una demanda química de oxígeno, o una demanda
bioquímica de oxígeno diferentes al carbono orgánico total:
ácido oxálico C2H2 O4 + ½ O2 2 CO2+ H2O
alcohol etílico C2H6O +3 O2 2 CO2+ 3 H2O
Notemos que, además, si bien tienen
igual masa de carbono por molécula, tienen
un peso molecular diferente, [35].
Una ventaja de la determinación de car-
bono orgánico total en cualquiera de sus
variantes es que se la puede automatizar y
emplear, p. ej., para el control continuo de
la calidad de un efluente con una instalación
como la que tratamos de representar en la Fig. 17. Esquema de la instalación para control continuo,
figura 17. de [73] modificada.
El valor del carbono orgánico total de un agua residual urbana suele estar entre 80 y 300 mg/l, [55].
9) Demanda de cloro: es la cantidad de cloro que hay que agregarle a un líquido para que, al cabo de
un tiempo de contacto especificado, quede una determinada cantidad, previamente fijada, de cloro disuel-
ta en el mismo, llamada cloro residual; se la expresa como masa de cloro por unidad de volumen de líqui-
do. P. ej. la empresa Obras Sanitarias de la Nación fijaba como tiempo de contacto 20 minutos y como
cloro residual 0,1 mg/l.
La demanda de cloro depende del pH , la temperatura y las características del líquido. Siendo el cloro un
oxidante habrá mayor consumo del mismo cuanto más reductores existan en la muestra, capaces de oxidarse
en las condiciones reinantes, p. ej. iones sulfuro ó Fe II. Es así que al clorarse un líquido cloacal o similar
hay una disminución de la demanda bioquímica de oxígeno de aproximadamente de 2mg por cada mg de
cloro absorbido, [40].
En el ANEXO XIV hacemos un resumen de las técnicas para determinar el cloro presente en un líquido.
Debe tenerse en cuenta que este parámetro se exige con fines higiénicos, es decir, limitar el vertido de
microorganismos, eventualmente patógenos.
O sea, la exigencia de satisfacer la demanda de cloro tiende a asegurar que los cursos de agua no se
contaminen con microorganismos patógenos. Por ello no se exige su cumplimiento para líquidos que se
vierten a una colectora cloacal, ya que se supone que en ella abundan los microorganismos patógenos. En
el caso de efluentes líquidos industriales que se viertan a conductos pluviales o cursos de agua la deberán
satisfacer sólo aquellos que provengan de fuentes que por su naturaleza hagan sospechar la existencia de
microorganismos patógenos, como los mataderos, los lavaderos de lana, las curtiembres, los estableci-
mientos que elaboren productos lácteos y en todos aquellos en los que los efluentes líquidos industriales
se mezclen con líquidos cloacales.
Según [80], el cloro gaseoso (Cl2) se hidroliza casi inmediatamente de acuerdo con la ecuación siguiente:
Cl2 + HOH HOCl + H+ + Cl-
el producto principal de esta hidrólisis es el ácido hipocloroso (HOCl), que, a su vez, está en equilibrio según:
HOCl H+ + OCl-
a pH = 5 prácticamente el 100% se presenta como ácido hipocloroso (HOCl), y a pH = 9 virtualmente el
100% aparece como ion hipocloroso (OCl) -. El ácido hipocloroso tiene una acción microbicida muy efec-
tiva, tal vez porque su reducido peso molecular y su neutralidad eléctrica le permiten difundir a través de
las paredes celulares, [80].
En casos particulares, p. ej. cuando no se emplea cloro como desinfectante, se puede obviar este pará-
metro, la reglamentación exige en su lugar que el recuento de bacterias coliformes totales no supere un
límite determinado, p. ej. 5.000/100 ml. P. ej. ver la Resolución 79.179/90 de la Secretaría de Recursos
Hídricos de la Nación, [22].
10) Gases tóxicos y substancias capaces de producirlos: corresponde a efluentes que arrastren gases
tóxicos o substancias que al reaccionar, por cambios en las condiciones del medio, liberan gases tóxicos.
En particular se refiere a los cianuros, que en medios con valores de pH ligeramente inferiores a 7 liberan
cianuro de hidrógeno, (CNH), que es un gas sumamente tóxico, que actúa sobre la respiración celular
dando lugar a convulsiones, pérdida de conocimiento y muerte, tiene olor a almendras amargas y es irri-
tante de los ojos y las vías respiratorias. Además es extremadamente inflamable y en caso de incendio se
26. Parámetros...

desprenden humos (o gases) tóxicos e irritantes. Su límite inferior de explosividad en el aire es de 5,6 %
en volumen y el superior de 40,0 %. Debemos estacar que también se absorbe por la piel o por ingestión.
La alerta por el olor es insuficiente. Nunca se debe trabajar solo en un área si hay posibilidad de expo-
sición a cianuro de hidrógeno. En el caso de estar expuesto se indica examen médico periódico, depen-
diendo del grado de exposición.
Como medidas de primeros auxilios se debe colocar a la persona afectada al aire limpio en reposo. Po-
sición de semiincorporado. No aplicar respiración boca a boca. Administrar oxígeno por personal especia-
lizado. Proporcionar asistencia médica. ¡CONSULTAR AL MEDICO EN TODOS LOS CASOS!, [74].
El ion cianuro, (CN-), formando el ácido cianhídrico, (HCN), o diversos cianuros (cianuros alcalinos,
ferrocianuros, tiocianatos, etc.), origina compuestos muy tóxicos, aunque en distinto grado según el com-
puesto, p. ej para los microorganismos los cianuros alcalinos son más tóxicos que los sulfocianuros; la
toxicidad también depende de la concentración, el pH, la temperatura, etc., [43].
Al clorar agua que contiene cianuros se forma cloruro de cianógeno, (ClCN), que es muy tóxico, [43],
se licúa por debajo de los 13ºC, pero encima es un gas incoloro, de olor irritante, [78].
Los sulfuros también liberan gases tóxicos a pH ligeramente ácido, en particular sulfuro de hidrógeno,
pero son tenidos en cuenta en el parámetro “sulfuros”, que ya tratamos.
11) Hidrocarburos del petróleo: se limitan, entre otras razones, pues pueden liberar vapores inflama-
bles. Además tienen efectos sobre los seres vivos, de los que, Dios mediante, trataremos oportunamente.
Debe notarse que este parámetro, como el de "grasas y aceites", resulta definido según el método em-
pleado, p. ej. el método de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de N. A. , consiste en la
medición, mediante espectrometría infrarroja, de los hidrocarburos extraíbles mediante fluorocarbono-
l13, en medio ácido, [9].
Mientras el parámetro "grasas y aceites" intenta medir las grasas animales y los aceites vegetales junto
con aceites minerales relativamente no biodegradables, el parámetro "hidrocarburos del petróleo" sólo
intenta evaluar los aceites minerales, removiendo las interferencias con adsorbente de silicagel, [9].
12 Metales pesados: son metales con una densidad mayor de 4,5. Entre ellos se incluyen los metales
ferrosos, no ferrosos y preciosos, [23], abarcando a la mayoría de los elementos en los subgrupos B de la
tabla periódica, p. ej. el hierro, el cobre, el zinc y el mercurio, producen iones positivos, como el Fe (II)y
el Fe(III), combinándose muchos de ellos con el oxígeno, el flúor y ciertos átomos no metálicos para pro-
ducir iones de carga negativa (aniones), p. ej. el [Fe(CN)6]3-, [24].
Más precisamente podemos decir que son los metales comprendidos entre el escandio (con número
atómico 21) y el polonio (con número atómico 84). También se suele incluir en este grupo de contami-
nantes al aluminio, pese a ser un metal liviano, de número atómico 13, y al arsénico y al selenio, dos ele-
mentos no metálicos o metaloides, de números atómicos 33 y 34, respectivamente, [25].
Muchos tienen una gran importancia biológica, así el hierro es esencial en las estructuras celulares:
forma parte de sistemas de transporte de electrones, interviene en la formación de la clorofila y se halla en
pigmentos transportadores de oxígeno [3] como la hemoglobina de la sangre, pero de otros no se conoce a
ciencia cierta el papel que desempeñan, si es que tienen alguno, más allá de resultar tóxicos.
Debemos recordar que en realidad prácticamente cualquier substancia es tóxica, depende de la dosis
suministrada, normalmente se entiende que una substancia es tóxica cuando daña a la salud a dosis relati-
vamente pequeñas.
La acción de los metales pesados no sólo depende del elemento en sí sino también de la forma en que
se presente, así, p. ej. en el tracto gastrointestinal se absorbe menos del 0,001 % del total de una dosis de
mercurio metálico líquido ingerida, pero se absorbe un 15 % de las sales inorgánicas del mismo y el 80 %
de las orgánicas, [26], lo que hace a estas últimas mucho más peligrosas.
Hg ppm (peso seco)
Madre Feto
Riñón 518,0 5,8
Pulmón 77,5 0,6
Hígado 8,0 l0,1
Cerebro 10,9 0,05
Cerebelo 5,8 0,25
Sangre 15 g/100ml 2,35 g/100ml
Fluido amniótico 0,00 g/100ml
Tabla 20. Concentraciones de mercurio fijado en diferentes tejidos humanos [27].

.
 Parámetros... 27..

Las diferencias entre especies de seres vivos pueden ser muy marcadas, p. ej. si bien parece que la ab-
sorción gastrointestinal del metilmercurio es parecida y casi completa en todas las especies estudiadas,
hay grandes diferencias en su distribución en los diferentes tejidos del cuerpo y en su vida media en el
cuerpo animal; p. ej. la vida media del metilmercurio en humanos es de unos 70 días, pero entre 5 y 10
veces menor en roedores y supera los 400 días en moluscos, peces y mamíferos marinos, lo cual, por otra
parte, indica que los organismos marinos acumularán metilmercurio a lo largo de casi toda su vida, favo-
reciendo su acumulación en la cadena trófica, hasta llegar al hombre, [28].
En la figura18 incluimos las fórmulas de dos
compuestos alquilmercúricos, el metilmercurio,
((CH3)2Hg), y el etilmercurio, ((C2H5)2Hg).

Fig. 18. Compuestos alquilmercúricos.

Muchos otros metales pesados se bioacumulan, p. ej. la Crassostrea angulata, un lamelibranquio tam-
bién conocido como la ostra portuguesa, llega a acumular más de 200 mg de cobre por gramo de peso
seco si se la expone a aguas muy contaminadas con ese metal, lo que puede tornarla tóxica si se la destina
al consumo en esas condiciones, que se revierten si se la coloca en agua con concentración normal de
cobre, el cual, por otra parte, se comporta normalmente como un tóxico y en tal sentido se lo ha empleado
en pinturas navales, [3].
Los metales pesados pueden presentarse en el agua como partículas en suspensión o formando una solu-
ción verdadera, como iones simples o complejos, hidratados o no, o formando pares de iones o en forma
molecular, etc., [43].
Por otra parte los metales pesados se unen a las superficies sólidas mediante diferentes mecanismos: 1)
adsorción física, 2) "sorción" química o unión mediante ligantes en la interfase sólido-agua y 3) inter-
cambio iónico con iones en la interfase sólido-agua. Además, si el metal pesado forma complejos con un
ligante orgánico puede ser retenido en la fase sólida orgánica, en forma muy similar a la de un contami-
nante orgánico [25]. En el ANEXO XV incluimos más detalles sobre los complejos y su formación.
Todo esto lleva a un estado de equilibrio muy complejo consecuencia de un conjunto de variables muy
interrelacionadas entre si, como el pH, el potencial de óxido reducción, la actividad biológica, la insola-
ción, la temperatura, la presencia de otras substancias en el medio, p. ej. las sales presentes, etc. Por lo
tanto este estado cambia frecuentemente y con cierta facilidad. No hay que olvidar las interrelaciones
entre el agua, la atmósfera y los sedimentos.
13) Detergentes: recordemos que según el Diccionario, [1]: detergente p. a. de deterger. Que deterge.
|| 2. adj. Med. detersorio. Ú. t. c. s. m. || 3. m. Substancia o producto que limpia químicamente. Deterger.
(Del lat. detergere, limpiar.) tr. Med. Limpiar una úlcera o herida. || 2.Limpiar un objeto sin corroerlo.
Detersorio, ria (Del lat. detersus, p. p. de detergere, limpiar.) adj. Dícese de lo que tiene virtud de limpiar
o purificar. Ú. 1. c. s. m. Detersivo, va. adj. detersorio Ú. t. c. s. m. Detersión (Del lat. detersio, -ionis.) f.
Acción y efecto de limpiar o purificar.
Los detergentes o “agentes tensoactivos” son un grupo de compuestos que tienen la propiedad de dis-
minuir la tensión superficial de los líquidos en los que se hallan disueltos, [43]. En el ANEXO XVI resu-
mimos ciertos detalles sobre los detergentes, su acción limpiadora y su clasificación.
Los principales efectos de la existencia de detergentes en el agua son:
1) tendencia a la formación de espumas, tanto mayor cuanto más limpia está el agua, así p. ej. en una
planta de tratamiento de efluentes el problema se agrava a medida que se avanza en la depuración [5], sin
embargo el Dr. Catalán Lafuente, [43], indica lo contrario, según él la cantidad y la estabilidad de la es-
puma aumentan al hacerlo las proteínas más o menos degradables, como las existentes en el caso de
efluentes domésticos, las partículas sólidas finamente divididas y las sales disueltas, también influyen el
pH del medio y su temperatura,
2) como consecuencia de la espuma se reduce el intercambio de oxígeno con la atmósfera, y la solubi-
lidad del oxígeno en el agua, [43],
3) la espuma puede ser arrastrada por el viento y, también, al romperse las burbujas de espuma se for-
man aerosoles que, eventualmente, pueden arrastrar microorganismos patógenos procedentes del agua,
4) los detergentes también disminuyen el intercambio de oxígeno en los sistemas de aeración de las
plantas de barros activados, cuyo rendimiento puede reducirse marcadamente [5],
5) al interactuar con los microorganismos presentes en el agua alteran su capacidad de flotación, en
general tenderán a hundirse, como ocurre con las algas, que ven así notablemente disminuido o, incluso,
28. Parámetros...

vedado el acceso a la luz, con lo cual mueren, al no poder realizar convenientemente la fotosíntesis, inte-
rrumpiéndose así la cadena trófica por su base [61],
6) en presencia de detergentes las bacterias se rodean de una película que las aísla del medio y resulta
que si la concentración de los mismos es muy elevada la demanda bioquímica de oxígeno aparece muy
disminuida, [43],
7) aunque ejercen ciertas acciones sobre el organismo humano no son de consideración dada la pe-
queñísima concentración de los mismos en el agua, aún no se conoce su efecto a largo plazo, nótese que
la obra del Dr. Catalán Lafuente, de la que recogemos esta información, es de 1.981, [43],
8) en particular los compuestos fosfatados de los detergentes liberan fosfatos al ser degradados, fosfa-
tos que pueden desencadenar problemas serios de eutrofización, agravados si al tratar los efluentes se les
extraen los compuestos del nitrógeno y no los del fósforo, pues en ese caso se favorece la aparición de
bacterias cianofíceas, [59], que originan problemas de olores, toxicidad etc., como explicamos en el
ANEXO I del capítulo “el ecosistema y la energía”.
Una cuestión importante relacionada con los detergentes es su biodegradabilidad, ya que determina su
persistencia en el medio, por un lado la biodegradabilidad ayuda a la eliminación de espumas, ya que los
que no se degradan mantienen su capacidad de generarlas; pero, por el otro, la biodegradabilidad puede
favorecer la liberación de nutrientes, en particular fosfatos, contribuyendo a la eutrofización de los cuer-
pos de agua. Existen normas IRAM específicas para evaluar la biodegradabilidad de un detergente.
En el ANEXO XVII describimos algunas técnicas para la determinación de los detergentes en aguas.
En reglamentaciones de los años 1.980 los parámetros metales pesados y detergentes estaban incluidos
en las Substancias que interfieren en procesos de plantas de tratamiento de efluentes o de autodepuración
de los cuerpos de agua.
14) Fenoles:
Los fenoles son substancias que derivan de los hidrocarburos aromáticos por substi-
tución de uno o varios átomos de hidrógeno nucleares por grupos hidroxilo, [48].
A los átomos de carbono en el anillo bencénico se los numera en el sentido del mo-
vimiento de las agujas del reloj, asignándosele el número 1 al que tiene el radical
hidroxilo, [35] y [48]. En la figura 19 representamos la fórmula de un fenol y la manera
de numerar a los átomos de Carbono en el anillo bencénico.
Fig. 19. Numeración de los átomos de Carbono en el anillo bencénico.
Según el número de hidroxilos fenólicos los fenoles se clasifican en mono- bi- tri- valentes, etc. Tie-
nen propiedades tan características y propias que hacen de ellos un grupo particular y distinto al de los
alcoholes, [48].
En la figura 20 representamos las formulas químicas de algunos fenoles y su denominación, a los dife-
noles se los llama con nombres característicos o según la posición relativa de los grupos fenólicos.
Los fenoles son muy poco solubles en agua, pero solubles en soluciones alcalinas formando fenolatos,
o fenatos alcalinos. En solución acuosa se ionizan muy poco con formación de hidrogeniones, confirien-
dole a la solución un carácter levemente ácido, incluso el ácido carbónico lo desplaza, [48].
Al fenol monovalente también se lo conoce como ácido fénico, ácido carbólico o hidroxibenceno, a la
temperatura ambiente es sólido cristalino, funde a 42 ºC e hierve a 181ºC; es poco soluble en agua a tem-
peratura ambiente, 9 g /100 g a 25 ºC pero totalmente miscible a 65 º, muy soluble en alcohol, éter, glice-
rina, etc.

Fig. 20. Diversos fenoles.

La solubilidad del agua en el fenol es de 29 g de agua cada 100 g de fenol y pequeñas cantidades de
agua disminuyen su punto de fusión por debajo de la temperatura ambiente, [29] y [48].
El fenol tiene enérgicas propiedades cáusticas, antisépticas y desinfectantes, por lo que se lo usó mucho
en medicina. En contacto con la piel produce quemaduras que pueden ser severas, absorbido por la sangre
origina intoxicación sistémica. Además se lo emplea ampliamente en la industria química, [29] y [48].

.
 Parámetros... 29..

Los derivados monohidroxilados del tolueno reciben

en general el nombre de cresoles; se conocen los tres
isómeros: orto- meta- y paracresol, en la figura 21 re-
presentamos a las fórmulas de estos compuestos, [48].
Las técnicas analíticas comúnmente empleadas para
medir fenoles en aguas determinan substancias fenólicas
totales, o fenoles totales, es decir no discriminan qué
fenol es, así se suman mono- di- y trifenoles, cresoles, Fig. 21. Cresoles.
etc., [10], [35], y [43]. En el ANEXO XVIII incluimos alguna información sobre dichas técnicas.
Las substancias fenólicas son liberadas por las plantas acuáticas y la vegetación en descomposición,
pero su concentración en ambientes naturales es baja, [6]. También pueden provenir de efluentes indus-
triales, de revestimientos bituminosos de conducciones nuevas, etc., [43].
La toxicidad para los peces de los compuestos fenólicos varía ampliamente según la especie, el conte-
nido de oxígeno disuelto y la temperatura del agua. Los invertebrados de agua dulce son más resistentes
que los peces a su acción tóxica, [6]. Pero comúnmente son tóxicos para los seres vivos en general, in-
cluidos los microorganismos, [29], no obstante a concentraciones muy bajas suelen ser degradados por
microorganismo particulares, lo que demora la autodepuración de un cuerpo de agua, [43] y [46]; en
muestras de agua del Río de la Plata y del Riachuelo se aislaron bacterias que utilizan el fenol como única
fuente de carbono, [67].
Generalmente la concentración de fenoles en el agua es muy pequeña por lo que no le confieren olor ni
sabor detectables, ni presentan ningún peligro para la salud, [43]. Algunos compuestos fenólicos son resis-
tentes a la degradación biológica y, de esta manera, pueden ser transportados a larga distancia en el medio
hídrico, [6].
Al clorar un agua que tiene fenoles en solución se for-
man clorofenoles, en los cuales algún hidrógeno nuclear, o
más de uno, se substituye por un átomo de cloro.
En la figura 22 representamos al 2monoclorofenol, al
4monoclorofenol y al 2-6diclorofenol, [35].
Los compuestos clorados de los fenoles originados al
desinfectar el agua para bebida le dan a ésta un gusto y olor
desagradables, “olor a remedio”, aún en concentraciones
muy bajas, [43] y [46]. Éste sería el principal inconveniente Fig. 22. Algunos derivados clorados del
de los fenoles en los efluentes líquidos. fenol, [35].
El 2-clorofenol, el 2,4-diclorofenol y el 2,4,6-triclorofenol son los que se encuentran con más frecuen-
cia en el agua de consumo como subproductos de la cloración,[49] y [50]. Como ejemplo en la tabla 21
incluimos algunos valores de concentraciones umbral para olor y para sabor del fenol y algunos de sus
compuestos, [6].
Compuesto Concentración umbral para olor, [ g/l] Concentración umbral para sabor, [ g/l]
Fenol 1.000 100
3-clorofenol 1 1
2,4-diclorofenol 1 1
2,4,6-triclorofenol 100 1
Tabla 21. Umbrales de olor y sabor del fenol y algunos de sus compuestos clorados disueltos en
agua, [6].
Lo dicho se refleja en las normas im-
puestas para la concentración máxima
admisible de los fenoles en los efluentes a
descargar en cuerpos de agua, cuanto ma-
yor es la distancia entre el punto de vuelco
y la toma del establecimiento potabiliza-
dor mayor es el límite admisible, [35].
Fig. 23. [fenol] = f (D).
Es decir según la figura 23 será: [fenoles en la descarga] = k x D.
Dios nuestro Señor mediante, continuará...
30. Parámetros...

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres,
al Sr. Prof. Dr. Don Américo C. Larghi, q.p.d., por sus enseñanzas y por las sugeren-
cias y correcciones que hiciera a la versión de este trabajo del año 1.998.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 17 de Octubre de 2.017.

ANEXO I.
Técnicas para la determinación de substancias solubles en éter etílico.
Para determinar substancias solubles en éter etílico básicamente se mezcla la muestra con el solvente
(éter etílico) y se agita fuertemente, se repite la operación varias veces, recogiéndose el extracto, que se
filtra y se procede a evaporar el solvente en un evaporador al vacío y se pesa el extracto y se expresa el
resultado en mg/l.
Cabe destacar que existen técnicas similares, con objetivos parecidos, que usan bencina de petróleo,
sin acidular el medio para determinar grasas, aceites, ceras ,detergentes, etc., pero no los ácidos grasos de
los jabones, para éstos proceden a una segunda extracción en medio ácido [10]. En cambio la Agencia de
protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América emplea fluorocarbono -113 como solvente,
medio a pH < 2 y gravimetría (método 413.1) o bien espectrofotometría infrarroja (método 413.2) para
determinar hidrocarburos que sean relativamente no volátiles, aceites vegetales, grasas animales, ceras,
jabones, etc. [9].
ANEXO II.
Sulfuro de hidrógeno.
El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro, tóxico, irritante de ojos y tracto respiratorio, inflamable y
explosivo, pudiendo provocarse la ignición por una descarga de electricidad estática; su límite inferior de
explosividad es 4,3 y el superior de 45,0 á 46,0, ambos en volumen, [68], [69] y [70].
Su densidad relativa a la del aire es 1,19; por lo cual se pueden encontrar concentraciones elevadas
cerca del piso de locales confinados, pero puede ascender si el aire es caliente y ligeramente húmedo, en
cloacas de poca pendiente, etc., [68].
Su característico olor a huevos podridos en bajas concentraciones deja de percibirse rápidamente a con-
centraciones más elevadas, para las que resulta letal en fracciones de minutos, como resulta de la tabla I.
Concentración de H2S en efectos del H2S gaseoso:
el aire que se respira:
0 a 70 ppm ningún efecto reconocible, aún para exposición larga
70 a 150 ppm efectos irritantes
150 a 300 desde efectos irritantes hasta efectos sobre el sistema nervioso central
300 a 500 síntomas de intoxicación subaguda: efectos irritantes, efectos sobre el sistema
nervioso central, efectos sobre la respiración, perturbaciones del conocimien-
to, etc. Ocasionalmente mortal dentro de los 30 minutos
500 a 800 efectos iguales a los de arriba, se agrega respiración jadeante, pérdidas de cono-
cimiento, convulsiones, parálisis respiratoria. Muerte dentro de los 30 minutos
800 a 1.400 Convulsiones de forma de apoplejía. Muerte dentro de 1 a 3 minutos
200 a 300 ppm umbral superior de olor para el H2S
Tabla I. Efecto sobre el hombres del sulfuro de hidrógeno, en función de su concentración, [30].
Debe destacarse que el olor del sulfuro de hidrógeno se haría imperceptible a las concentraciones a las
que este gas resulta letal, como lo muestra la tabla I. Todos los años se deben lamentar muchas muertes
como consecuencia de su inhalación, por lo que deben extremarse los recaudos al ingresar en locales que
lo puedan contener, como cloacas, pozos ciegos, sótanos, cámaras de inspección subterráneas, etc. , o
cualquier otro recinto cerrado dentro del cual tengan lugar putrefacciones, o en establecimientos fabriles
que, por sus procesos lo puedan generar, p. ej. destilerías de petróleo.
En todos los casos se debe ventilar convenientemente el recinto y al acceder hay que tomar las medi-
das del caso, p. ej. emplear los elementos de protección personal adecuados, nunca ir solo, si es una cáma-
ra subterránea bajar atado y con la orden expresa al personal que queda de guardia en el extremo superior
de la misma: “si de golpe pesa, levante”, ya que la carga repentina en el extremo de la soga se puede
deber a que la persona que bajó se haya desmayado. De paso recordemos que en toda tarea riesgosa el
primero que se debe exponer es quien manda, en nuestro caso suele ser el Ingeniero a cargo, si no lo hace

.
 Parámetros... 31..

perderá la estima de sus comandados y el respeto de sus pares, salvo que tenga algún impedimento físico
manifiesto que lo exculpe.
Si la concentración es suficientemente elevada puede aparecer repentinamente la inconsciencia de la
persona expuesta, seguida de la muerte si no se la rescata rápidamente. Muchas veces los intentos de res-
cate son malhadados, pues una persona tratando de salvar a otra no considera su propia seguridad y mue-
re, [68]. Como solemos recordar en las clases, hace muchos años leímos en el diario que un heroico ofi-
cial de nuestro Ejército Argentino al ver caer, aparentemente desmayado, un operario que limpiaba una
alcantarilla en el Colegio Militar de la Nación, se apresura a rescatarlo y pierde su propia vida en el intento.
Los primeros auxilios ante la intoxicación con sulfuro de hidrógeno son: proporcionar aire limpio, re-
poso. Posición de semiincorporado. Respiración artificial si estuviera indicada. No aplicar respiración
boca a boca. Proporcionar asistencia médica. A menudo, los síntomas del edema pulmonar no se ponen de
manifiesto hasta pasadas algunas horas y se agravan por el esfuerzo físico. Por ello, son imprescindibles
el reposo y la vigilancia médica. ¡CONSULTAR AL MÉDICO INMEDIATAMENTE EN TODOS LOS
CASOS!, [70].
La figura I muestra la presión parcial del gas H2S co-
mo una función de la temperatura para un intervalo de
concentraciones de H2S disuelto. A 1 atmósfera de pre-
sión, la presión parcial en millonésimos de una atmósfera
es igual a la concentración volumétrica en ppm. Entonces,
a 20ºC 3,0 mg/l de H2S disueltos estarán en equilibrio con
aproximadamente 780 ppm en volumen de H2S gaseoso.
Al aumentar la temperatura se reduce la solubilidad del
gas y pasará más H2S a la atmósfera, [68].

Fig. I Concentración de equilibrio de H2S en aire a

1 atm. Traducida y rehecha a partir de [68].

En la tabla II mostramos algunos valores de solubilidad

de H2S en agua y 1 atm. normal de presión.

Temperatura [ºC] Solubilidad [mg/l, como S]

0 6,648
5 5,646
10 4,810
15 4,150
20 3,618
25 3,175
30 2,806
35 2,491
40 2,221
Tabla II. Solubilidad de H2S en agua y 1 atm. normal de presión, [68].
ANEXO III.
Técnicas para la determinación de sulfuros.
Existen varias técnicas para determinar sulfuros; p. ej. por volumetría empleando iodo según el méto-
do 376.1 de la Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América (EPA por sus
siglas en inglés) se agrega un exceso de iodo que oxida a los sulfuros en medio ácido, el exceso de iodo se
titula por retorno con tiosulfato de sodio (Na2 S2O3) u óxido de fenilarsina. Se emplea este método para
determinar sulfuros totales disueltos, con concentraciones mayores de 1mg/1, en agua de bebida, aguas
dulces o saladas y efluentes líquidos, pero no detecta sulfuros insolubles en medio ácido, p. ej. el sulfuro
de cobre; en cambio compuestos del azufre, como sulfitos, tiosulfatos e hidrosulfatos, que se descompo-
nen en medio ácido producen resultados inciertos, y las substancias volátiles que consumen iodo dan va-
lores por exceso. El método 376.2 de la EPA se usa con fines idénticos, en los mismos tipos de líquidos,
para concentraciones de sulfuros de hasta 20 mg/l, es por fotometría con azul de metileno. Los sulfuros
reaccionan con dimetil-p-fenilendiamina (p-aminodimetil anilina) en presencia de cloruro férrico para
producir azul de metileno, que es medido fotométricamente a 625 nm. En cualquiera de los dos métodos
debe cuidarse que no se introduzca aire para evitar la volatilización de los sulfuros o su transformación en
32. Parámetros...

compuestos indetectables, [9]. En Análisis del agua, E. Merck, [10], puede encontrarse una técnica por
volumetría después de precipitación como sulfuro de cadmio, así como mayor información sobre las
técnicas mencionadas antes, tal como el uso de destilación previa para determinación de sulfuros por fo-
tometría con azul de metileno en muestras turbias.
ANEXO IV.
Nociones sobre coloides.
Los coloides, mejor llamados sistemas coloidales o dispersos, están constituidos por un medio homogé-
neo y por partículas dispersas en dicho medio. Es decir, son sistemas con dos fases, una dispersa, constituida
por partículas, y y otras el medio de dispersión, en el que se encuentran dispersadas las partículas, [47].
Tanto el medio como las partículas pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos, en la tabla I hemos tratado
de resumir algunos de los nombres empleados para los diferentes sistemas, según [47], [13] y [12].
Nombre del sistema disperso
Medio de dispersión Fase dispersa
según [47] según [13]
sol (suspensión coloidal) sol, solución coloidal
líquido sólida
pasta (concentración elevada de sólido) (no lo menciona)
líquido líquida emulsión emulsión
líquido gaseosa espuma espuma
sólido líquida emulsión sólida emulsión sólida, algunos geles
sólido sólida suspensión sólida aleaciones, vidrios
sólido gaseosa espuma sólida (no lo menciona)
gaseoso líquida aerosol líquido aerosol: niebla
aerosol de dispersión: polvo *
gaseoso sólida aerosol sólido
aerosol de condensación: humo *
* s/[12].
Tabla I. Ejemplos de sistemas dispersos y sus componentes, [12], [13] y [47].
Cuando, en determinadas situaciones, las partículas sólidas que forman un sol toman contacto entre sí,
formando una suerte de red tridimensional que encierra al medio continuo, se genera una especie de jalea
sólida que recibe el nombre de gel, [13], [47].
El tamaño de las partículas se ha usado como elemento para clasificar los sistemas dispersos, aunque
no es necesariamente determinante, como veremos luego al tratar de los aerosoles en el estudio de la con-
taminación atmosférica. No obstante podemos definimos groseramente en la tabla II los diferentes siste-
mas dispersos, [13]:
Sistemas dispersos.
Dispersiones groseras Coloides Moléculas pequeñas y átomos
P > 0,1 m 0,1 m > P > 1 nm 1 nm > P
Tabla II. Clasificación de los sistemas dispersos en función del diámetro de las partículas, [13].
Observemos las diferencias entre esta clasificación y la de Metcalf y Eddy, [11], dada en la figura 7
del texo.
La forma de las partículas puede ser muy diferente según los sistemas, básicamente se pueden clasifi-
car en globulares (o esféricas) y en lineales (o fibras). p. ej. una partícula de celulosa puede tener 1,5 m
de largo y 8 x 10-4 m de diámetro. Entonces la clasificación sólo por el tamaño se complica y se ha pro-
puesto hacerlo de acuerdo con el número de átomos que la componen, así según Staudinger las partículas
podrán ser coloidales si están compuestas de 103 á 109 átomos, por encima de 109 átomos se encuentran
las partículas de las dispersiones groseras, por debajo de 103 átomos se ubican los átomos y las molécu-
las. Volveremos sobre el tema al tratar de los aerosoles.
Aclaremos que en el estado de movimiento en el que se encuentre el sistema coloidal las partículas no
deben separarse del mismo por acción de la gravedad, entonces el sistema puede tener partículas relati-
vamente grandes según su estado de movimiento, p. ej. las partículas de arena y el aire durante una tor-
menta de arena forman un sistema aerodisperso que se puede estudiar conforme con las leyes de los aero-
soles, [12].
Normalmente en sistemas naturales el medio liquido es el agua o soluciones acuosas pero en la indus-
tria se emplean otros líquidos, p. ej. soluciones coloidales de nitrocelulosa en acetona.
Tanto la fase dispersa como la dispersante pueden componerse de materia orgánica como inorgánica,
incluso pueden tener vida, o algo así como en el caso de los virus.

.
 Parámetros... 33..

La forma de las partículas influye en muchas propiedades del sistema, p. ej. las partículas fibrosas
forman generalmente sistemas de mayor viscosidad tendiendo a formar geles y según la longitud y estruc-
tura de las partículas fibrosas varían la resistencia a la tensión y la elasticidad de muchos plásticos y fibras.
También las características eléctricas de las partículas pueden variar con su forma al cambiar la rela-
ción entre la superficie expuesta al medio y el volumen de la partícula.
La tabla III muestra cómo aumenta la superficie de una partícula cúbica al disminuir su diámetro.
Nº de cubos en 1 cm3 longitud del lado de cada cubo superficie total
1 l cm 6 cm2
1012 1 m 6 m2
10 21 1 nm 6.000 m2
Tabla III. Superficie de las partículas cúbicas en función de su tamaño.
Al aumentar la superficie de las partículas expuestas al exterior será mayor la interacción de las mis-
mas con el medio y con otras partículas.
En cuanto a la estructura de las partículas, independiente de su forma o composición química, los co-
loides pueden clasificarse en micelares y moleculares.
Las partículas de los coloides moleculares están constituidas por macromoléculas sencillas cuyos átomos
están unidos por ligaduras químicas verdaderas. Son coloides verdaderos y sólo pueden ser disueltos al esta-
do coloidal, a este grupo pertenecen la mayoría de los coloides orgánicos lineales, como los de nitrocelulosa,
almidón, caucho, cloruro de polivinilo y algunos esferocoloides como los de glicógeno o de albúmina.
Las partículas de coloides micelares son conglomerados de muchas moléculas pequeñas o grupos de
átomos, unidos por fuerzas de cohesión o de van der Waals. Dependiendo de las condiciones, estas partí-
culas pueden formar soluciones verdaderas o soluciones coloidales. A este tipo pertenecen muchos coloi-
des inorgánicos, emulsiones, jabones, detergentes, etc. P. ej. el jabón forma en el agua un sistema coloidal
cuyas partículas están formadas por la reunión de muchas moléculas de sales de ácidos orgánicos, p. ej.
oleatos, en cambio el jabón en alcohol se disuelve en forma de moléculas individuales, sin formar un sis-
tema coloidal. Las micelas generalmente son más complejas e inestables que las macromoléculas.
La gran superficie por unidad de volumen de las partículas coloidales hace que sea muy grande el
número de átomos que se encuentran en la capa superficial de las partículas, en sus bordes y en sus vérti-
ces, determinando que sus cargas no resulten balanceadas con otros átomos correspondientes, como ocu-
rre con aquellos átomos del interior de la partícula.
En otros casos las partículas tienen grupos de átomos que se disocian en iones que le confieren una de-
terminada carga eléctrica.
Esto determina una gran interacción con el medio y con otras partículas; si se repelen las partículas en-
tre sí aumenta la estabilidad del coloide, si se atraen pueden adherirse y crecer.
Pero también pueden atraer moléculas del mismo medio o iones disueltos, reteniéndolos o adsorbién-
dolos, con un cambio substancial en el comportamiento de las partículas.
La adsorción de iones modifica el estado de carga eléctrica de las partículas que pueden, p. ej. neutra-
lizarse, permitiéndoles entonces reunirse con otras, crecer y hundirse por acción de la gravedad.
La adsorción de moléculas del líquido sobre las partículas se llama solvatación, resultando que las
partículas se rodean más o menos completamente con una capa de moléculas de líquido que podría evitar
la aglomeración de las partículas. La solvatación depende tanto de las características de las partículas
como del líquido, así las moléculas de agua, que son polares, tienen cierta afinidad por los grupos OH- del
almidón o del ácido silícico, pero no por el oro o los grupos CH3-.
De esa forma se pueden clasificar a los coloides en liofílicos, cuando existe afinidad entre partículas y
el líquido y liofóbicos, cuando no existe. En la tabla IV resumimos sus características.
Característica Coloide liofóbico Coloide liofílico
Estabilidad ante la coagulación por
pequeña grande
electrolitos
Visibilidad en el microscopio
buena mala
electrónico o en el ultramicroscopio
Presión osmótica muy pequeña considerable
Ejemplos la mayoría de los coloides la mayoría de los coloides orgánicos:
inorgánicos: Au, Ag, AgCl albúmina, glicógeno, caucho, ác. silícico
Tabla IV. Propiedades de los coloides liofóbicos y liofílicos.
34. Parámetros...

En particular si el líquido es el agua se habla de grupos hidrofílicos cuando tienen tendencia a retener
el agua, e hidrofóbicos, cuando no la tienen, siendo éstos insolubles en agua y, generalmente, tienen afi-
nidad a las grasas, o lípidos, de allí que se los llame lipofílicos.
Grupos hidrofílicos son, p. ej., los OH-en los hidróxidos y polisacáridos, y -COOH y NH2-en las pro-
teínas. Siendo, p. ej., lipofílicos los grupos (CH3)- ý (CH2)=.
El grado de solvatación, asociado a cuán liofílico sea un coloide, está determinado, también por la forma
y el grado de compactación de sus partículas. Así las partículas con forma de fibra, que tienen una mayor
área por unidad de volumen se solvatan mejor por un mismo líquido que las globulares, y entre éstas se
solvatan más aquellas cuyas moléculas están agregadas flojamente que aquellas otras muy compactas.
Para una mayor información sobre coloides se puede recurrir al Compendio de Química Coloidal, de
B. Jirgensons yM. E. Straumanis, [13]. Obra de la que extrajimos lo fundamental de lo que queda dicho al
respecto.
ANEXO V.
Composición del líquido cloacal de la ciudad de Buenos Aires.

PROMEDIO MÁXIMO MÍNIMO

Residuo total por evaporación, [mg/l] 1.250 2.018 680
Sólidos fijos, [mg/l] 680 1.100 300
Sólidos volátiles, [mg/l] 570 1.180 270
Sólidos en suspensión totales, [mg/l] 480 1.158 190
Sólidos en suspensión fijos, [mg/l] 110 250 30
Sólidos en suspensión volátiles, [mg/l] 370 920 160
Sólidos sedimentables en dos horas, [ml/l] 12 29 3
Sólidos sedimentables en dos horas, [mg/l] 380 786 138
Sólidos sedimentables en dos horas, fijos, [mg/l] 100 280 35
Sólidos sedimentables en dos horas, volátiles, [mg/l] 280 597 76
Cloruros (Cl -), [mg/l] 175 320 90
Alcalinidad (CaCo3) , [mg/l] 280 494 200
Sulfuros totales (S =), [mg/l] 0,4 3,0 0,0
Nitrógeno orgánco, [mg/l] 24 50 9
Nitrógeno amoniacal, [mg/l] 27 42 15
Nitrógeno de nitritos, [mg/l] 0,02 0
Nitrógeno de nitratos, [mg/l] 0 0 0
D.B.O (5días, 20ºC), líquido bruto, [mg/l] 440 820 220
D.B.O (5días, 20ºC), líquido sedimentado 2 horas, [mg/l] 270 530 120
Oxígeno consumido (KMnO4) , [mg/l] 155 350 65
Tabla I. Composición del líquido cloacal de la ciudad de Buenos Aires, valores promedio, máximos
y mínimos observados, [40].
Parámetro mínimo máximo
Cloruros, mg/l 88 232
Alcalinidad, mEq/l 180 320
Conductividad, S/cm 408 760
Sulfuros, mg/l 2,0 5,0
N/NH4+, mg/l 9,0 44
D. B. O., mg/l 135 450
Cromo 0,04 1,25
Detergente, mg/l 1,42 3,22
Fenoles, g/l 0,011 0,125
Tabla II. Calidad del líquido cloacal (descarga de la cloaca máxima en el Río de la Plata a la altura
de Berazategui), muestras compensadas durante 24 horas y 7 días a la semana (septiembre a no-
viembre de 1.986), [6].

.
 Parámetros... 35..

ANEXO VI.
Determinación de la demanda bioquímica de oxígeno.
Tratemos de explicar sencillamente el ensayo para la determinación de la demanda bioquímica de oxí-
geno, recordemos que, básicamente deseamos medir la cantidad de oxígeno consumido por una comuni-
dad microbiana durante i días á una temperatura de j ºC:
1) supongamos que tenemos una muestra del líquido cuya D.B.O. deseamos conocer,
2) la saturamos con oxígeno y la dividimos en dos partes. La saturación se puede lograr, p. ej.
haciendo burbujear aire en ella, hasta saturación, según [76], o hasta 25 á 30 mg/l según [10], pe-
ro se recomienda que no esté sobresaturada [16], en cuyo caso habrá que quitar el oxígeno exce-
dente, p. ej. mediante agitación
3) en una porción medimos inmediatamente la concentración de oxígeno gaseoso disuelto en el
líquido, que llamaremos [O2] inicial
4) con la otra llenamos hasta rebalse una botella de D.B.O., cuyo esquema mostramos en la figura I ,
cuidando que en su interior no queden burbujas
de aire, cuyo oxígeno interferiría con los resulta-
dos, al irse disolviendo en el líquido, y la cerra-
mos herméticamente de manera inmediata,
5) se incuba la muestra durante i días á j ºC de tem-
peratura. En la obscuridad para evitar que, por fo-
tosíntesis, se genere oxígeno que alteraría el re-
sultado, pues lo aportaría y no sabríamos cuánto
se consumió realmente,
6) al cabo de los i días se recupera el líquido y se
mide la concentración final de oxígeno disuelto
en el mismo, que denominaremos [O2] final Fig. I Botella de D.B.O.
7) entonces a la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto en el líquido consumida durante i días á jºC la
podemos calcular como:
Oxígeno consumido durante i días á j ºC = [O2] inicial – [O2] final (1).
pero esa es la definición de Demanda Bioquímica de Oxígeno en i días á j ºC, o sea:
D.B.O. i,j = Oxígeno consumido durante i días á j ºC = [O2] inicial – [O2] final (2).
Hagamos un primer ejemplo numérico, supongamos:
i = 5 días; j = 20ºC
[O2] inicial = 9,2 mg/l
[O2] final = 0,2 mg/l
entonces:
D.B.O. 5 días, 20ºC = 9,2 mg/l – 0,2 mg/l = 9,0 mg/l
Observemos algunos detalles importantes:
Necesidad de dilución: ¿Qué hubiese sucedido si hubiese sido [O2] final = 0,0mg/l? Que se habría
agotado el oxígeno gaseoso disuelto en el líquido antes de los i días, y no sabemos cuándo, el ensayo no
sirve pues no podemos asegurar si lo medido fue consumido en i días y no, p ej. en media hora, un día o
cualquier otro tiempo menor á i días. Por eso siempre debe ser [O2] final > 0,0 mg/l , por ejemplo se fija
[O2] final > 2,0 mg/l, [10], también se recomienda que el valor final sea del 40 al 70% del inicial o sea
0,7 [O2] inicial > [O2] final > 0,4 [O2] final ,[16].
Pero la concentración de saturación de oxígeno en agua dulce a 20ºC es de aproximadamente 9,2 mg/l,
entonces resulta que la D.B.O. máxima que podemos determinar directamente es del orden de los 9,0 mg/l
o menor aún. ¿Cómo podemos resolver el problema? En principio diluyendo la muestra, es decir agregán-
dole agua de D.B.O. muy pequeña y conocida.
Se llama factor de dilución FD al valor que resulta de dividir el volumen total de muestra más agua
de dilución por el volumen de muestra en la misma,
FD = Vol. diluido / Vol. muestra (3).
p. ej. si en una botella de 300ml se introdujeron 7,5 ml de muestra y se completó su contenido con 292,5
ml agua de dilución resultará:
Vol. diluido = 300 ml Vol. de muestra = 7,5 ml
FD = 300 ml / 7,5 ml = 40
36. Parámetros...

Si ahora planteamos un segundo ejemplo: la determinación de la D.B.O. de una muestra diluida, en-
tendiendo que es despreciable la D.B.O. del agua de dilución:
supongamos que en el primer ejemplo hayamos usado una muestra diluida con un factor de dilución
FD = 40 ,como acabamos de calcular.
Es decir los 9,0 mg/l de oxígeno consumido en los 5 días lo fueron sólo por 1/40 del contenido de la
botella (ya que el resto es agua de dilución que supusimos tiene una D.B.O. nula), entonces la D.B.O. de
muestra será:
D.B.O. i,j = FD x {[O2] inicial – [O2] final } (4).
Reemplazando valores
D.B.O. 5 días, 20ºC = 40 x (9,2 mg/l – 0,2 mg/l) = 40x 9,0 mg/l = 360 mg/l
Observación: en el manual Standard Method..for the Examination of Water and Wastewater, [76],usan
un factor que llaman P que se calcula como el volumen de muestra empleado dividido por el volumen
total de muestra más el de agua de dilución, es decir P = 1/FD.
Entonces aparece otro problema: ¿qué agua se usa para la dilución? Aparecen varias alternativas:
1) usar lo que se llama agua reconstituida, que es agua destilada a la que se agregan sales amortigua-
doras de pH y nutrientes para los microorganismos, debe estar libre de materia orgánica y de tóxi-
cos e inhibidores de microorganismos, como cloro, cloraminas, ácidos o bases. Por eso no se debe
usar agua destilada en alambiques de cobre, pues arrastran algo de este metal, o desminarilazadas
con resinas, por su contenido de materia orgánica disuelta, [62].
2) agua de la canilla o de un cuerpo natural libre de materia orgánica biodegradable y de substancias
inhibidoras del crecimiento microbiano como el cloro o los metales pesados, debe tener una
D.B.O. < 2 mg/l , no debe contener substancias que interfieran en la valoración del oxígeno disuel-
to, como sales de hierro y nitritos, ni substancias que inhiban el crecimiento biológico, como cloro
libre, cloraminas, sales de cobre, etc., su pH y contenido de sales minerales debe ser favorables al
crecimiento biológico, [16], [62], [76].
3) de todas formas se debe medir la D.B.O. de esta agua de dilución, y no debe exceder 0,2 mg/l, [62].
Necesidad de inoculación: la demanda bioquímica de oxígeno es netamente un ensayo biológico, debe
haber microorganismos en el líquido al que se la deseamos determinar, pero ¿los hay siempre? No necesa-
riamente, p. ej. puede carecer de ellos un líquido que ha sido hervido, otro que fue desinfectado, un terce-
ro que por su origen es estéril, v. gr. algún líquido de la industria farmacéutica que ha sido esterilizado y
cuya D.B.O. se desea conocer, etc. En todos esos casos se deberá inocular o sembrar la muestra, es decir
introducirle los microorganismos necesarios. En general siempre se siembran las muestras para asegurar
la presencia de microorganismos activos. Se recomienda, según la finalidad del estudio inocular cada litro
del agua de dilución con 0,3 ml de aguas residuales urbanas sedimentadas, ó 2ml de aguas residuales
urbanas tratadas biológicamente, o entre 5 y 10 ml de agua de río o, mejor aún, de un cuerpo receptor, [10].
Entonces aparece otro problema: ¿de dónde extraer los microorganismos?
Imaginemos una situación como la de la figura II, el generador del efluente puede ser una industria,
una población, una explotación agrícologanadera, un tambo, etc. que, previo tratamiento en una planta
mediante procesos biológicos, arroja habitualmente sus efluentes líquidos en un cuerpo receptor, en el
caso de la figura II un río.
Al material para la siembra, es decir un poco de líquido cargado de microorganismos, lo podemos ex-
traer al menos de tres sitios diferentes, marcados de A á C en la figura:
A: líquido tratado obtenido en la planta de tratamiento, pero antes de su desinfección, por ejemplo en
la cámara de aeración en un proceso de barros activados; probablemente sea el que dé un valor mayor de
D.B.O. pues los microorganismos están adaptados, es decir su sistema enzimático ya ha sido adecuado
para degradar a los componentes del líquido en cuestión y en caso de haber compuestos reducidos del
nitrógeno las bacterias nitrificantes estarán en número adecuado,
B: aguas arriba de la descarga se extrae una porción del agua que fluye por el río, que suponemos no
recibe otros vertidos aguas arriba ni está contaminado, los microorganismos seguramente no estarán adap-
tados para metabolizar los componentes del efluente en estudio, muy probablemente las bacterias nitrifi-
cantes serán escasas; por ambas razones podemos deducir que será el que produzca el menor valor de la
D.B.O., pues muy probablemente habría que esperar el período de adaptación celular y de la comunidad
para que ejerza plenamente su actividad metabólica con el líquido a ensayar,

.
 Parámetros... 37..

C: se extrae del río el material para la

siembra, en plena zona de mezcla aguas
abajo de la descarga, por ejemplo entre 3
y 8 km de la misma, [20], muy proba-
blemente haya una proporción relativa-
mente grande de microorganismos más o
menos adaptados para la transformación
biológica de los componentes del efluen-
te a valorar, seguramente el valor medido
de la D.B.O. será intermedio entre los
anteriores

Fig. II Posibles puntos de extracción

del inóculo.
Además existen firmas comerciales que venden cultivos con microorganismos ya preparados para
hacer el ensayo de D.B.O.
Cuando no se puede practicar ninguna de las alternativas anteriores se debe proceder a aclimatar el
inóculo; por ejemplo si la muestra de agua residual a ensayar contiene substancias no biodegradables
fácilmente, tales como fenoles, formaldehído u otros agentes inhibidores de los microorganismos, y no se
dispone de un inóculo apropiado se debe usar uno aclimatado, para ello se aeran unos 4 litros de agua
residual doméstica, durante 24 horas; luego se deja sedimentar el material más grueso durante una hora y
después se sacan mediante un sifón las dos terceras partes superiores del líquido, que se descartan; enton-
ces se vuelve a llenar el recipiente hasta el nivel original con agua residual doméstica que contenga un
10% del agua residual a ensayar, la operación se repite diariamente agregando cada vez un 10% más del
liquido a ensayar hasta llegar al 100% de éste, o sea simplemente agregar el líquido crudo cuya D.B.O. se
va a medir.
Como vemos el material a usar como inóculo influirá en el resultado del ensayo.
De cualquier manera se recomienda evaluar la actividad microbiana del inóculo mediante dos medi-
ciones, [62]:
1) usar una solución normalizada de concentración y D.B.O. conocidas, p. ej. de glucosa y ácido
glutámico, que en el caso de usar una solución normalizada de 150 mg/l de cada uno de los dos reactivos
y a pH = entre 6,5 y 7,5, da una D.B.O. = 198 mg/l;
2) controlar directamente el inóculo midiendo el consumo de oxígeno en botellas de D.B.O. , durante 5
días y á 20ºC, este consumo debe ser del orden de 0,6 á 1,0 mg/l por cada ml de inóculo, a esas botellas se
las llama botellas del control del inóculo o del blanco del inóculo.
Además hay que considerar que existen factores que inhiben la acción microbiana alterando sensible-
mente los resultados del ensayo de D. B. O.:
1) pH extremos, si la dilución no consigue ajustarlos entre valores de 7 á 8, [10], 6,5 á 7,5, [62], ó
5,5 á 8,5, [16], se deberá agregar una solución de ácido sulfúrico, [62], o clorhídrico, [16], o de carbonato
de sodio, [16], o de hidróxido de sodio, [62], según corresponda. Si las muestras ácidas contienen en
solución sales de hierro o de aluminio al agregarles una base se produce un precipitado que arrastra a la
materia en suspensión y altera la D.B.O., [16];
2) presencia de cloro activo, p. ej. en líquidos que se han desinfectado mediante cloración, en ese ca-
so se debe tratar la muestra antes de agregarle el inóculo, p. ej. mediante tiosulfato de sodio, (S2O3Na2),
[10], o sulfito de sodio (SO3Na2), [62], en cantidades correctas determinando analíticamente cuánto se
necesita en función del cloro presente, pues un exceso puede alterar los resultados del ensayo de D.B.O.
al consumir oxígeno esos reactivos ya que son reductores, [62];
3) presencia de otras substancias tóxicas, en particular metales pesados, que al inhibir la acción mi-
crobiana, producen una reducción, incluso la anulación, de los valores medidos de D.B.O. Su existencia
se puede estimar determinando las Demandas Bioquímicas de Oxígeno de una serie de diluciones sucesi-
vas de un mismo líquido, pues se notará un incremento importante de la D.B.O. a medida que crece la
dilución y se reduce el efecto tóxico, [62]. En esos casos debe informarse la anomalía encontrada, [62].
Como ejemplo de un ensayo completo de la Demanda Bioquímica de Oxígeno extrajimos de [62] y
ampliamos el siguiente, en el que usamos un inóculo y agua de dilución.
Al menos se llenan diez botellas de D.B.O., dos para cada uno de los siguientes ítems:
a) dos para un blanco de agua de dilución, para controlar la calidad de ésta, y otras causas de error
independientes de la muestra en sí,
38. Parámetros...

b) dos para un control del inóculo con solución de glucosa y ácido glutámico, para valorar la efecti-
vidad del inóculo,
c) dos para otro control del inóculo diluido en agua de dilución, para poder medir el consumo de
oxígeno durante el ensayo por el inóculo en sí mismo, que habrá de restarse del consumo de la muestra,
en cada una de ellas se introduce un volumen de inóculo = Vol. inóculo en el control , otra manera de pensar
lo mismo es plantear que éste sería el consumo de oxígeno por el agua de dilución sembrada con el inóculo,
d) dos para la muestra cuya D.B.O. se trata de calcular, con la muestra convenientemente diluida,
con un factor de dilución = FD, e inoculada con un volumen de inóculo = Vol. inóculo en la muestra , puede
haber más de un par de estas botellas con diferentes diluciones entre ellas, es decir un FD diferente en
cada par,
e) además un duplicado de cada una de las indicadas en el inciso anterior, para estimar la precisión
de los resultados.
En una de cada una de las anteriores se mide la concentración inicial de oxígeno para cada ítem; a las
otras se las tapa estancamente y se las sella con agua destilada en el collarete y se las cubre con una pelí-
cula plástica para evitar que se evapore esta agua de sello.
Se las incuba a obscuras y 20+1ºC durante 5 días +2horas, al cabo de los cuales se mide la concentra-
ción final de oxígeno en cada una de las botellas, llamemos respectivamente:
[O2] final del blanco del agua de dilución
[O2] final del control del inóculo en glucosa
[O2] final del control del inóculo en agua de dilución
[O2] final del la muestra diluida e inoculada
Aunque en la realidad hay que medir el oxígeno disuelto inicial para cada ítem, por sencillez supon-
gamos que la concentración inicial de oxígeno fue igual en todos los casos, es decir
[O2] inicial = 8,4 mg/l
Además supongamos que las diluciones empleadas fueron:
el blanco del agua de dilución no se diluyó, pues se espera que la misma tenga una
D.B.O. < 0,1 á 0,2 mg/l,
al control del inóculo mediante glucosa se lo diluyó en un factor de 30, pues se espera que su
D.B.O. sea de aproximadamente 198 mg/l,
para el control del inóculo en el agua de dilución se diluyeron 6 ml de inóculo en 294 ml de agua
de dilución
para la muestra a analizar se usaron 3 ml de inóculo y, además, se empleó un factor de dilución de
40 y, es decir se tomaron 7,5ml de muestra, 3ml del inóculo y se llevaron a 300ml con agua de dilución
de D.B.O. despreciable
y que las concentraciones finales de oxígeno medidas en cada ítem fueron:
[O2] final del blanco del agua de dilución = 8,3 mg/l
[O2] final del control del inóculo en glucosa = 1,8 mg/l
[O2] final del control del inóculo en agua de dilución =3,4 mg/l
[O2] final del la muestra diluida e inoculada = 4,0 mg/l
Calculemos:
D.B.O. del agua de dilución:
D.B.O. agua de dilución = [O2] inicial – [O2] final del blanco del agua de dilución = 8,4 mg/l - 8,3 mg/l = 0,1
mg/l, por lo tanto el agua de dilución es aceptable.
Efectividad del inóculo según el ensayo con glucosa y ácido glutámico:
D.B.O. del control del inóculo en glucosa = FD x {[O2] inicial - [O2] final del control del inóculo en glucosa } =
=30 {8,4 mg/l – 1,7 mg/l} = 201 mg/l,
el valor esperado es de 198 mg/l, pero como se puede pensar aceptable un desvío estándar de 15 mg/l ,
entonces consideramos que el resultado es válido, la actividad de los microorganismos es la esperada y la
efectividad del inóculo estaría asegurada.
Consumo de oxígeno por el inóculo en el agua de dilución:
[O2] inicial – [O2] final del control del inóculo en agua de dilución = 8,4 mg/l – 3,4 mg/l = 5 mg/l
y por ml de inóculo:
{8,4 mg/l - 3,4 mg/l} / 6ml= 0,83 mg de oxígeno consumido por ml de inóculo disuelto en un litro de
agua de dilución inoculada. Se consideran aceptables valores entre 0,6 y 1,0 mg/l por cada ml de inóculo,
por lo tanto 0,83 es un resultado válido

.
 Parámetros... 39..

Demanda bioquímica de oxígeno de la muestra incógnita:

el consumo total de oxígeno por la muestra diluida e inoculada será:
Consumo total = [O2] inicial – [O2] final del la muestra diluida e inoculada = 8,4 mg/l – 4,0 mg/l = 4,4 mg/l
pero en ella hay 3 ml de inóculo que habrán consumido:
Consumo por el inóculo = 3 ml de inóculo x 0,83 mg/(l x ml de inóculo) = 2,5 mg/l
Observemos que este mismo consumo se puede calcular de otra forma, llamando
V inóc. en la muestra diluida e inoculada al volumen de inóculo en la muestra diluida e inoculada
V inóc. en el control en agua de dilución al volumen de inóculo en el control en agua de dilución
podemos calcular el cociente f
f = (V inóc. en la muestra diluida e inoculada / V inóc. en el control en agua de dilución)
en nuestro caso
f = 3 ml / 6 ml = 0,5
entonces el consumo de oxígeno por el inóculo en la muestra diluida e inoculada será:
Consumo por el inóculo = f x{ [O2] inicial - [O2] final del control del inóculo en agua de dilución } =
= 0,5 x { 8,4 mg/l - 3,4 mg/l} = 2,5 mg/l
Volviendo al cálculo de la D.B.O. de la muestra, si del consumo total de oxígeno por la muestra dilui-
da e inoculada restamos lo consumido por el inóculo resulta:
Consumo por la muestra diluida = Consumo total – Consumo por el inóculo =
Consumo por la muestra diluida = 4,4 mg/l – 2,5 mg/l = 1,9 mg/l
Pero en los 300 ml de muestra diluida e inoculada hay 7,5 ml de muestra real, es decir está diluida en
un factor de 300/7,5 = 40, por lo que el consumo efectivo de la muestra sin diluir sería 40 veces mayor, es
decir su Demanda Bioquímica de oxígeno será:
D. B. O. = 40 x 1,9 mg/l = 76 mg/l
Todo lo anterior se puede resumir en la fórmula:
D.B.O. = FD x [{[O2] inicial de la muestra diluida e inoculada – [O2] final de la muestra diluida e inoculada } –
– f x {[O2] inicial del control del inóculo en agua de dilución – [O2] final del control del inóculo en agua de dilución }] (4).
Reemplazando valores resulta:
D.B.O. = 40 [ (8,4 – 4,0) – 0,5 (8,4 – 3,4)] = 40 [ 4,4 – (0,5 x 5)] =40 [4,4 – 2,5] = 40 x 1,9 = 76 mg/l
Notemos que hemos supuesto:
[O2] inicial del control del inóculo en agua de dilución = [O2] inicial de la muestra diluida e inoculada =
= [O2] inicial= 8,4 mg/l
Por otra parte, si llamamos:
D1 = [O2] inicial de la muestra diluida e inoculada ,
D2 = [O2] final de la muestra diluida e inoculada ,
B1 = [O2] inicial del control del inóculo en agua de dilución ,
B2 = [O2] final del control del inóculo en agua de dilución ,
f = (V inóc. en la muestra diluida e inoculada / V inóc. en el control en agua de dilución) =
f = % de inóculo en D1 / % de inóculo en B1,
P = fracción decimal de muestra empleada = Vol. muestra / Vol. diluido = 1 / FD
con FD tal como lo definimos según la (3) y reemplazamos en la (4), resulta:
D.B.O. = [(D1 – D2) – f (B1 –B2)] / P (5)
que es la expresión equivalente a la (3) usada en muchas publicaciones y con esa nomenclatura dibujaron
el esquema de operación de medición de la D.B.O. que copiamos en la figura III , [17].
Otra forma de medir y calcular la D.B.O, según [16].
Cabe anotar que la Administración Nacional de Obras Sanitarias de la Nación, [16], daba como mane-
ra de calcular la D.B.O. la que ponemos a continuación.
D.B.O. (mg/l) = {O.Da x [(100-d)/100] + O.Dm (d/100) – O.Df} {100/d} (7)
que operando resulta
D.B.O. (mg/l) = O.Da x [(100 – d)/100] + O.Dm – O.Df {100/d} (8)
Siendo:
O.Da = mg/l de oxígeno disuelto en el agua de dilución, después de finalizado el período de incubación,
d = porcentaje de muestra (en volumen) que contiene la dilución,
O.Dm =mg/l de oxígeno disuelto inicialmente en la muestra sin diluir,
O.Df =mg/l de oxígeno disuelto inicialmente en la muestra diluida, al finalizar la incubación,
40. Parámetros...

Como caso particular, si la muestra no se diluye para efectuar el ensayo de D.B.O., se tendrá, d = 100
en la fórmula (8) y ésta quedará transformada en la (9):
D.B.O. (mg/l) = O.Dm– O.Df (9)

Fig. III. Esquema de operación

de la medición de la
DBO, [17].

Se observa que en las fórmulas (7) y (8) figura el oxígeno disuelto que contiene el agua de dilución
después de inoculada (O.Da) y no el que contiene inicialmente. Es por este motivo que no aparece en las
fórmulas precedentes, la corrección debida a la demanda propia del agua de dilución.
Tratemos de deducir nosotros la fórmula (8). Si llamamos
ODf. m. d. oxígeno disuelto final en la muestra diluida,
ODf. agua de d. oxígeno disuelto final en el agua de dilución,
ODi. m. s. d. oxígeno disuelto inicial en la muestra sin diluir,
ODf. m. s. d. oxígeno disuelto final en la muestra sin diluir,
d = porcentaje de muestra (en volumen) que contiene la dilución
[(100-d)/100] = % de agua de dilución
(d/100) = % de muestra
Entonces
ODf. m. d. = ODf. agua de d. [(100-d)/100] + ODf. m. s. d. ( d/100)
ODf. m. s. d. = {ODf. m. d. - ODf. agua de d. [(100-d)/100]} (100/d)
ODf. m. s. d. = {ODf. m. d. (100/d) - ODf. agua de d. [(100-d)/d]}
D.B.O. = ODi. m. s. d. - ODf. m. s. d. =
D.B.O. = ODi. m. s. d. - {ODf. m. d. (100/d) - ODf. agua de d. [(100-d)/d]} =
D.B.O. = ODi. m. s. d. + ODf. agua de d. [(100-d)/d] - ODf. m. d. (100/d)
que puesta en la nomenclatura usada en la publicación mencionada de la Administración Nacional de
Obras Sanitarias de la Nación, a saber:
ODf. m. d. oxígeno disuelto final en la muestra diluida = O.Df
ODf. agua de d. oxígeno disuelto final en el agua de dilución = O.Da,
ODi. m. s. d. oxígeno disuelto inicial en la muestra sin diluir = O.Dm,
ODf. m. s. d. oxígeno disuelto final en la muestra sin diluir,
d = porcentaje de muestra (en volumen) que contiene la dilución = d
resulta: D.B.O. = O.Dm + O.Da [(100-d)/d] – O.Df (100/d)
que coincide con la (8), y, como señalan los autores en ésta no aparece la concentración de oxígeno di-
suelto final en la muestra sin diluir, ODf. m. s. d,
Notemos que con este método no se mide separadamente el consumo de oxígeno por el inóculo.
El empleo de la fórmula (8) puede ilustrarse con un ejemplo. Supongamos una muestra cuyo contenido
en oxígeno disuelto sea igual a 1,8 mg/l. La muestra se diluye al 10% con un agua de dilucióncuyo
contenido en oxígeno disuelto al efectuar la dilución es de 9,0 mg/l y al finalizar la incubación es de 8,8
mg/l. Por otra parte, la dilución al 10% de la muestra original contiene 4 mg/l de oxígeno dsuelto al
finalizar la incubación.
Las variables que figuran en la fórmula [2] tienen en este ensayo los siguientes valores:
O.Da = 8,8 ; d = 10 ; O.Dm =1,8 ; O.Df= 4

.
 Parámetros... 41..

Llevando estos valores a la fórmula (8) y efectuando las operaciones indicadas se encuentra que la
D.B.O. de la muestra es de 41 mg/l.
Método manométrico o respirométrico.
Consiste, básicamente, en medir la reducción de presión en un recipiente rígido producida por el con-
sumo del oxígeno del aire como consecuencia de la actividad microbiana, o bien medir la reducción del
volumen de un recipiente flexible debida a la misma causa.
Tratemos de explicar someramente el fundamento de estos métodos:
El aire es una mezcla de gases constituida por aproximadamente 78,09% de N2 , 20,94% de O2 ,
0,93% de A y otros gases en menor proporción, como veremos oportunamente.
Consideremos un recipiente rígido de volumen V de aire a una presión total p t y a una temperatura T,
el peso total, G, de gas contenido en V será igual a la suma de los pesos parciales de cada uno de ellos, o sea
G= GN2 + G O2 + G A+ ... (10)
y el número de moles totales, n, contenidos en la mezcla será igual a la suma del número de moles de
cada gas, es decir:
n= nN2 + n O2 + n A + ... (11)
Si por un procedimiento cualquiera se extraen todos los gases del volumen V, excepto uno, mante-
niendo la temperatura constante, la presión ejercida por ese único gas que quedó se conoce como “presión
parcial” del gas, [77], por ejemplo si ese gas fuera el N2 se simboliza p N2 ,
La ley de Dalton establece que la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presio-
nes parciales de cada uno de los componentes, [77], es decir en nuestro caso:
pt = pN2 + p O2 + p A+ ... (12)
Por la ecuación de estado de un gas perfecto se deduce: p V = n R T, siendo R la constante universal
de los gases, [77]. Si la aplicamos a cada componente del aire resulta
pN2 V = n N2 R T ; pO2 V = n O2 R T ; pA V = n A R T ; etc. (13)
sumando miembro a miembro:
pt V = (pN2 + p O2 + p A+ ...) V = (nN2 + n O2 + n A+ ...) R T (14)
dividiendo cada una de las fórmulas (13) por la (14) resulta
pN2 / pt = nN2 / nt ; pO2 / pt = nO2 / nt ; pA / pt = nA / nt ; etc.
al cociente ni / nt se lo llama fracción molar del componente i en la mezcla y se lo simboliza x i; enton-
ces: pi = pt xi; es decir: la presión total es función de la cantidad de moles de cada uno de los gases presentes.
Más allá de los detalles, la demanda bioquímica de oxígeno es la cantidad de oxígeno consumido por
la actividad microbiana en un tiempo y a una temperatura dados. Si hacemos el ensayo de D.B.O. en un
recipiente hermético, en el que hemos dejado una cámara de aire, a medida que los microorganismos con-
sumen el oxígeno irá disminuyendo el número de moles de este gas en el tiempo y, con ello, la presión
total, que así resulta proporcional al consumo de oxígeno. Pero al mismo tiempo que los microorganismos
consumen oxígeno liberan anhídrido carbónico en su respiración celular, entonces habría un aumento de
la presión parcial de este gas y, consecuentemente, de la presión total, que alteraría los resultados; para
evitar este problema se coloca una substancia química, p. ej. hidróxido de sodio o hidróxido de potasio,
que al reaccionar con el anhídrido carbónico lo absorben y mantienen una presión parcial muy pequeña y
constante de ese gas en la cámara de aire. Los restantes componentes de la atmósfera no tienen influencia
en las condiciones de ensayo, por lo que podemos poner:
pt = pO2 + cte. = f(D.B.O.) (15)
y medir la D.B.O. midiendo la pt.
En la figura IV hemos tratado de repre-
sentar un equipo para la determinación
respirométrica de la D.B.O. Notemos que
el líquido se debe mantener a temperatura
constante, sea usando una incubadora o un
baño termostatizado.

Fig. IV. Método manométrico para

la determinación de la demanda bio-
química de oxígeno.
42. Parámetros...

Estos aparatos deben ser calibrados, de manera de poder convertir la información que suministran en
valores de demanda bioquímica de oxígeno, [31].
Este método manométrico permite su automatización con registro continuo de los resultados, p. ej. en
el aparato de la firma VOITH se mantiene constante la presión en el frasco mediante la inyección de oxí-
geno preparado por electrólisis en una celda anexa, la cantidad de electricidad gastada en la hidrólisis será
proporcional al oxígeno generado y, consecuentemente, al consumido por los microorganismos en la de-
manda bioquímica de oxígeno, [31] y [32].
De manera similar podemos pensar con respecto al volumen, y plantear la ley de Amagat que estable-
ce que el volumen total de la mezcla es igual a la suma de los volúmenes que ocuparían cada uno de los
gases por separado a la presión y temperatura de la mezcla, [77],en nuestro caso:
Vt = VN2 + V O2 + V A+ ... (16) Vt = VN2 + VO2 +VA + ...
A partir de esta ley se puede llegar a una conclusión parecida referida a los volúmenes parciales a pre-
sión constante, entonces se han desarrollado métodos de miden la D.B.O. a partir del cambio de volumen
de la cámara de aire a presión constante. Por lo que existen otros métodos directos que miden el cambio
de volumen a presión constante, [31].
Otros métodos para la determinación de la demanda bioquímica de oxígeno.
Se han desarrollado métodos de medición continua de demanda bioquímica de oxígeno que sólo en
unos 3 minutos dan el resultado, pero, en rigor, no miden el oxígeno consumido sino la cantidad de mate-
ria orgánica suministrada a una comunidad bacteriana adaptada, de manera de mantener constante la rela-
ción entre la concentración de oxígeno a la entrada y a la salida del reactor de medición, [33].
Trazado de la curva de demanda bioquímica de oxígeno en función del tiempo.
Si se desea trazar la curva que representa a la demanda bioquímica de oxígeno en función del tiempo,
a temperatura constante, o bien se puede usar el método manométrico ya descripto, o se puede recurrir a
preparar muchas muestras de un mismo líquido al mismo tiempo, incubarlas a esa temperatura e ir deter-
minando la concentración de oxígeno remanente en las mismas en tiempos sucesivos.
P. ej. si se desea trazar la curva de los primeros 25 días habrá que
a) medir la concentración inicial de oxígeno en el líquido,
b) llenar, al menos, 25 botellas de D.B.O. y ponerlas inmediatamente a incubar a la temperatura elegida,
c) luego se retira una botella cada día y en ella se mide la concentración de oxígeno,
d) se calcula la D.B.O. hasta ese día según alguno de los métodos vistos y
e) se traza un gráfico con los resultados obtenidos.
Veamos un ejemplo de cálculo de la curva de Tiempo [O2] en la [O2] en el blanco inocu-
demanda bioquímica de oxígeno en función del muestra lado
tiempo, según [17]: una muestra de agua se diluye 0 8,55 8,75
en un factor de 10 con agua de dilución inoculada. 1 4,35 8,70
El contenido de oxígeno se determina cada día y los 2 4,05 8,66
resultados están detallados en la tabla I. 3 3,35 8,61
Usando la fórmula (5) de la página 39 con 4 2,75 8,57
f = 90% / 100% y P = 30 ml / 300 ml resultan 5 2,40 8,53
los valores de la demanda bioquímica de oxígeno a 6 2,10 8,49
los distintos días indicados en la tabla II: 7 1,85 8,46
Tabla I. Resultados experimentales
Por ejemplo para el primer día: Tiempo D.B.O.
D1= 8,55 g/m3 [g/m3]
0 0,00
D2 = 4,35 g/m3
1 41,6
B1 = 8,75 (g/m3) 2 44,2
B2 = 8,70 (g/m3) 3 50,8
f = 0,9 4 56,4
P = 0,1 5 59,5
DBO1er. día, 20 ºC = 6 62,2
= [(8,55 – 4,35) – (8,75 – 8,70) x 0,9] / 0,1 = 41,6 mg/l 7 64,4
Tabla II. Valores calculados de la D.B.O.

.
 Parámetros... 43..

ANEXO VII.
Cálculo de la carga orgánica por habitante y por día.
Según lo informado en [6] los líquidos cloacales de la ciudad de Buenos Aires y sus alrededores son
descargados al Río de la Plata en Berazategui, a donde concurren la primera, la segunda y la tercera cloa-
cas máximas y el gran colector Costanera, sirviendo a unos 8.985.800 habitantes conectados a la red cloa-
cal; el caudal descargado de líquidos cloacales se estima en 25 m3/s; con una demanda bioquímica de
oxígeno mínima de 135 mg/l y máxima de 450 mg/l.
En base a lo anterior tratemos de calcular la carga orgánica por habitante y por día que corresponde:
Caudal diario = 25 m3/s x 3.600 s/h x 24 h/día = 2.160.000 m3/día
Carga orgánica diaria total máxima = D.B.O. máxima x Caudal diario =
450 g/ m3 x 2.160.000m3 /día x 1 kg/1.000 g= 972.000 kg/día
Carga orgánica diaria máxima por habitante =
= Carga orgánica diaria total máxima / Población servida por cloacas = 972.000 kg/día / 8.985.800 hab.=
= 0,108 kg/hab.día = 108 g/hab.día
Carga orgánica diaria total mínima = D.B.O. mínima x Caudal diario =
135 g/ m3x 2.160.000m3 /día x 1 kg/1.000 g= 291.600 kg/día
Carga orgánica mínima por habitante =
= Carga orgánica diaria total mínima / Población servida por cloacas = 291.600 kg/día / 8.985.800 hab. =
= 0,0325 kg/hab.día = 32,5 g/hab.día
Aunque la D. B. O. promedio diaria no necesariamente es igual al promedio aritmético entre la máxi-
ma y la mínima, a falta de más información calculémosla así:
D. B. O. prom. = (D. B. O. máx. + D. B. O. mín) / 2 = [(450 + 135) g/ m3] /2 =292,5 293 g/ m3
Carga orgánica diaria total prom. = D.B.O. prom. x Caudal diario =
293 g/ m3x 2.160.000m3 /día x 1 kg/1.000 g= 632.880 kg/día
Carga orgánica diaria promedio por habitante =
= Carga orgánica diaria total promedio / Población servida por cloacas = 632.880 kg/día / 8.985.800 hab
= 0,0704 kg/hab.día = 70,4 g/hab.día 70g/hab.día
Podemos resumir:
Carga orgánica diaria máxima por habitante = 108 g/hab.día
Carga orgánica diaria mínima por habitante = 32,5 g/hab.día
Carga orgánica diaria promedio por habitante 70g/hab.día
Observemos que consideramos que el caudal es constante y varía la D.B.O., como si fueran variables
independientes, pero, seguramente, no lo han de ser y, probablemente, los valores mayores de D.B.O. han
de corresponder a los caudales menores y viceversa. Mas no tenemos otra información.
ANEXO VIII.
Valores de población equivalente correspondientes a diferentes ramas de la industria.
habitantes equivalentes
Lecherías sin quesería por 1.000 litros de leche 30 á 80
Lecherías con quesería por 1.000 litros de leche 50 á 250
Mataderos 1 buey = 2,5 cerdos 70 á 200
1 t en peso en vivo 150 á 450
Establos de vacas 1 vaca 5 á 10
Pocilgas 1 cerdo 3
Granjas avícolas 1 gallina 0,13 á 0,25
Cervecerías 1.000 litros de cerveza 150 á 400
Fábricas de levadura 1 t de levadura 6.000 á 8.000
Fábricas de malta 1 t de grano 10 á 100
Bodegas 1.000 litros de vino 100 á 150
Bodegas 1 ha de viñedo 40 á 60
Curtidos 1 t de pieles 1.000 á 4.000
Lavaderos de lana 1 t de lana 2.000 á 5.000
Fábricas de celulosa al sulfito 1 t de celulosa 4.000 á 6.000
Fábricas de pasta de papel 1 de papel 200 á 1.000
Lavanderías 1 t de ropa 370 á 1.000
Tabla I. Equivalencia en habitantes del agua residual industrial, [2].
44. Parámetros...

Los valores dados de habitantes equivalentes sólo consideran la demanda bioquímica de oxígeno, pero no
sirven para estimar los sólidos sedimentables ni otros parámetros, como pueden ser ácidos, sales o subs-
tancias tóxicas, [2]. Además debemos notar que son datos europeos y antiguos (1.969) y las técnicas
varían mucho con las de nuestro País y ahora.
ANEXO IX.
Demandas bioquímica y química de oxígeno del río Uruguay.
D.B.O., [mg/l] D.Q.O., [mg/l]
Medida a la altura de:
media intervalo media intervalo
Quareim 1,0 0,5 á 3,2 16 10 á 20
Monte Caseros 1,1 0,5 á 3,5 18 9 á 28
Federación 1,2 0,5 á 2,3 15 10 á 22
Concordia 1,6 <0,5 á 3,6 16 10 á 19
Colón 0,9 <0,5 á 1,6 18 12 á 23
Concepción del Uruguay 0,9 <0,5 á 1,4 15 11 á 20
Fray Bentos 1,4 <0,5 á 3,1 15 8 á 24
Tabla I. Demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno en el centro del cauce del
río Uruguay en distintas localidades, [44].
ANEXO X.
Asignación de números de oxidación.
Se define convencionalmente al número de oxidación como la carga eléctrica que parece poseer un
átomo en una molécula o un ión cuando se cuentan los electrones de acuerdo a dos reglas, [71] y [72]
1) los electrones compartidos se asignan al elemento más electronegativo,
2) si ambos átomos son iguales los electrones se distribuyen equitativamente.
Así resulta que, según [71]:
a) en compuestos iónicos los estados de oxidación son idénticos a las cargas iónicas,
b) en compuestos covalentes el estado de oxidación:
del F es (-I),
el del O, excepto si está unido al F, es (-II),
el de los halógenos, excepto si están unidos al F, a otro halógeno más liviano o al O, es (-II)
el del S, excepto si está unido a alguno de los anteriores es (-II), etc.
otros autores , [72], agregan:
c) en los elementos libres el estado de oxidación de cualquiera de sus átomos es cero, por ejemplo en
el H2, en el S8, en el O2 , etc.
d) en los iones simples (iones de un solo átomo), el número de oxidación es igual a la carga del ion,
así el Fe puede tener número de oxidación (+II) ó (+III) según su carga sea +2 ó +3, etc.
e) el estado de oxidación del oxígeno suele ser -2 en la mayoría de los casos, pero, p. ej. en el
peróxido de hidrógeno, más conocido como agua oxigenada, H2O2, la carga aparente del átomo de
oxígeno es -1 y entonces se le asigna el número de oxidación (-I) en los peróxidos. En el caso de
estar combinado con el flúor, p. ej. en OF 2, único elemento más electronegativo que el oxígeno,
los electrones compartidos se le atributen al flúor, cuyo número de oxidación resulta (-I) y el del
oxígeno (+II);
f) en la mayoría de los compuestos hidrogenados al hidrógeno se le atribuye un número de oxidación
(+I); excepto si el H está unido a un elemento menos electronegativo, p. ej. en el hidruro de sodio,
NaH, el número de oxidación del hidrógeno es (-I) y el del sodio (+I);
g) todos los números de oxidación deben estar de acuerdo con la conservación de la carga:
g1) en las moléculas neutras los números de oxidación de todos los átomos deben sumar cero, p.
ej. en el caso del agua, H2O, el número de oxidación del H es (+I), como hay dos átomos de
H en la molécula, entonces su contribución aparente a la carga es +II, el número de oxida-
ción del oxígeno es –II, que sumado al anterior resulta cero
g2) la suma de los números de oxidación del conjunto de los átomos que forman un ion comple-
jo, es decir constituido por más de un elemento, debe ser igual a la carga del ion, p. ej. en el
ion hidroxilo, cuya carga es -1, el número de oxidación del O es (-II) y el del H (+I) resul-
tando (-II) + (+I) = (-I), ó en el ion dicromato, (Cr 2O7) -2 , con dos cargas reales negativas;
cada uno de los siete átomos de oxígeno contribuye con una carga real (-2), es decir tienen

.
 Parámetros... 45..

en conjunto una carga real de (-2) x 7 = -14, y como se le asigna un número de oxidación
(-II), por lo tanto 7 x (-II) = (-XIV), el cromo debe neutralizar la diferencia entre la carga
del ion y la del conjunto de los átomos de oxígeno es decir (-14) + (carga de los dos átomos
de Cr) = -2 (carga de los dos átomos de Cr) = 14 -2 = 12, por lo que a cada átomo de cro-
mo se le asigna una carga aparente (+12/2) = +6 y su número de oxidación será (+VI).
Aplicando estas reglas resulta para el carbono en la glucosa, C6H12O6, en la cual los 12 átomos de
hidrógeno aportan = 12 x (+I) = (+XII); 6 de oxígeno contribuyen con = 6 x (-II) = (-XII) por lo tanto:
aporte del C + aporte del O + aporte del H = carga de la molécula
aporte del C = carga de la molécula – (aporte del O + aporte del H)
y la molécula es neutra, o sea su carga es nula, por lo tanto reemplazando valores podemos poner:
aporte del carbono = 0 – [(-XII) + (+XII)]=[0], es decir el número de oxidación del carbono en la
molécula de glucosa es cero; lo mismo ocurre en el caso de la sacarosa, C12H22O12 , [72].
ANEXO XI.
Nociones sobre las técnicas para determinar la demanda química de oxígeno.
Veamos algunos detalles del método con dicromato de potasio como oxidante.
Este método emplea un exceso de dicromato de pota-
sio en una solución de ácido sulfúrico al 50 %, a tempera-
tura de reflujo, aprox. 148 ºC, usando sulfato de plata
como catalizador; luego de dos horas de digestión se deja
enfriar y se titula usando una solución normalizada de
sulfato de amonio e hierro II, [Fe(NH4) 2 (SO4)2].6 H2O),
empleando ferroína como indicador, [10] y [21]. Al efecto
se arma un aparato como el mostrado en la figura I.
El ion cloruro, (Cl-), interfiere en la reacción, ya que él
mismo es oxidado por el dicromato, originándose cloro,
(Cl2). Hasta concentraciones de cloruro de 1.000 mg /litro
estas interferencias se evitan mediante el agregado de
sulfato de mercurio (HgSO4), que forma complejos, solu-
bles y estables, con los iones cloruro según la siguiente
ecuación, [21]:
Hg2++ 4 Cl- [HgCl4]2-.
Además, el ion cloruro, (Cl-), interfiere en la actividad
del catalizador, (Ag+), porque forma cloruro de plata, Fig. I. Aparato convencional para deter-
(AgCl), insoluble, que precipita, [35]. minar D.Q.O. a temperatura de reflujo.
En casos de concentraciones de ion cloruro mayores de 1.000 mg/l se debe diluir la muestra o tratarla
previamente, según la norma DIN 38.409, [21]. Pero con esas concentraciones elevadas de ion cloruro,
mayores de 1.000 mg/l, los valores de demanda química de oxígeno menores de 250 mg/l son muy
cuestionables por la gran corrección necesaria, [9].
Según esta técnica se traza la curva de demanda química de oxígeno en función de la concentración de
ión cloruro, es decir D.Q.O. = f ([Cl-]), para soluciones con concentraciones variables de cloruro de sodio;
conocida la concentración de ion cloruro en la muestra cuya demanda química de oxígeno se quiere de-
terminar, se corrige el valor medido de demanda química de oxígeno de la muestra usando el valor extraí-
do de la curva con una fórmula al efecto.
Las interferencias al método son, [9]:
1) trazas de materia orgánica, ya sea procedentes del material de vidrio, del agua destilada usada en la
preparación de los reactivos o para diluir la muestra, o de la atmósfera, pueden causar errores groseros en
más, por lo que deberán extremarse los recaudos para evitarlas;
2) durante el agregado del ácido sulfúrico sube la temperatura de la muestra y puede desprenderse ma-
teria orgánica volátil, para evitarlo hay que refrigerar el reactor durante el agregado del ácido sulfúrico;
3) los cloruros son oxidados por el dicromato, representando una interferencia positiva, ya vimos re-
cién qué hacer al respecto.
La mayoría de los compuestos orgánicos se oxidan, durante el ensayo, de un 95 a un 100% del valor
teórico, pero la piridina y otros compuestos relacionados son resistentes a la oxidación, y los compuestos
orgánicos volátiles se pierden, en parte, como vapores, este último problema se minimiza con el método
en vaso cerrado, como veremos en seguida; por su parte el amoníaco y sus derivados no se oxidan en el
ensayo pero reaccionan con el cloro elemental e influyen en los resultados, [9] y [20].
46. Parámetros...

La piridina es un compuesto heterocíclico que se diferencia del benceno por te-

ner un átomo de nitrógeno que reemplaza a un grupo metínico (CH), es decir tiene
como fórmula C5 H5 N como tratamos de representar en la figura II, [48].
En un estudio llevado adelante por la Agencia de Protección Ambiental de los
EE. UU. de N. A., [9], en el que ochentiséis analistas, trabajando en cincuentiocho
laboratorios sobre soluciones de materia orgánica, oxidable, en agua destilada, con
una D.Q.O .equivalente de 270 mg . l-1 obtuvieron valores con un desvío estándar de
+ 17,76 mg . l-1, y una precisión, medida como error relativo, de -4,7 %. Figura II. Piridina.
En el mismo estudio, con un método semejante al descripto pero modificado para D.Q.O. < 50 mg . l-1 ,
trabajando con una solución de D.Q.O. = 12,3 mg . l-1 obtuvieron un desvío estándar de + 4,15 mg . l-1, y
una precisión, medida como error relativo, de 0,3 %.
Existe un método colorimétrico que aprovecha que el dicromato de potasio tiene un intenso color ama-
rillo - anaranjado y al reducirse forma el ión cromo III de color verde. Este método se lleva a cabo en
vaso cerrado, usa pequeños recipientes con tapa, que incluso se venden con los reactivos ya preparados y
listos para usar, el equipo incluye un calentador especial y un fotómetro calibrado previamente, cuya es-
cala está graduada directamente en D.Q.O., expresada como miligramos de oxígeno por litro de líquido,
[mg x l-1], [19] y [41]. Las principales ventajas de este método son: menor consumo de reactivos, menor
cantidad de efluentes tóxicos del ensayo, en particular mercurio y plata, no permite el escape de compues-
tos orgánicos volátiles, evitando una posible fuente de error del método convencional, la facilidad opera-
tiva es mayor y puede ser ejecutado por personal menos capacitado,[19] y [41]. No obstante el método
tradicional seguiría siendo el método patrón, [21] y [41].
ANEXO XII.
Comparación de los diferentes oxidantes que se pueden usar para determinar la demanda química
de oxígeno.
Oxidante Ventajas Inconvenientes
KMnO4 Con cuidado es estable durante varios me- De acción relativamente lenta, no cuantitativa.
ses; debe excluirse el MnO2. Los resultados pueden depender del tamaño de la
Ha sido usado en distintas condiciones: muestra.
ácidas, básicas, neutras o combinaciones. Interfieren los nitritos y cloruros. Según [10] tam-
Ha sido automatizado. bién interfieren el sulfuro de hidrógeno libre y los
iones sulfuro e hierro (II).
No oxida los ácidos volátiles o aminoácidos.
K2S2O2 Oxida a muchos compuestos que contienen Se necesita equipamiento elaborado.
nitrógeno en forma más completa que otros Requiere mucho trabajo manual.
oxidantes. Usado ventajosamente en C.O.T.
Ce(SO4) 2 Mejor oxidación y estabilidad del reactivo, Los resultados son inferiores que los obtenidos con
si bien con la misma reproducibilidad que K2Cr2O7.
el KMnO4. Cr3+ / Ag+ ayudan a la oxida-
ción.
KIO3 Exactitud discutible. Método difícil de aplicar en análisis rutinarios.
O2 La demanda de oxígeno se mide directa- Se requiere un equipamiento elaborado.
mente.
K2Cr2O7 Una oxidación más completa que con los La oxidación de algunos compuestos orgánicos
otros oxidantes, si se usa un catalizador y resulta incompleta si no se usa catalizador.
digestión durante 2 horas. Interferencias de contaminantes inorgánicos.
Requiere menos tiempo que otros métodos Tiempo de digestión relativamente largos.
de D.Q.O. Temperatura de reacción limitada por la descom-
Más conveniente que los métodos del sul- posición térmica del oxidante.
fato o del peryodato de potasio. En el digestor convencional escapan los contami-
nantes volátiles.
El equipamiento convencional es complejo.
Costo de los reactivos.
Tabla I. Comparación de oxidantes usados para la Demanda Química de Oxígeno, [19].

.
 Parámetros... 47..

ANEXO XIII.
Comparación de diferentes métodos, D.B.O, D.Q.O. y C.O.T. para evaluar materia orgánica en una
muestra de agua,
En la tabla I resumimos una comparación entre estos tres parámetros, según [19].
Parámetro D.B.O. C.O.T. D.Q.O.
Oxidante Oxidación biológica por O2 ; K2Cr2O7 ; K2S2O8 K2Cr2O7
usado microorganismos. o combinación de los En el pasado se usaron otros oxidantes,
anteriores más varios principalmente KMnO4.
catalizadores.
Tiempo Cinco días, aunque puede Minutos a horas. Dos o tres horas.
reducirse usando una
temperatura mayor de
incubación.
Uso más a Predicción de operaciones Medición de la cantidad Control rápido y frecuente de la efi-
pro en la planta de tratamiento total de carbono en los ciencia de las plantas de tratamiento.
pósito y efecto de la carga a los contaminantes orgáni-
cuerpos de agua. cos.
Exactitud y No tiene gran precisión, Desvío estándar. de 3 a Varía, desvío estándar del 5 al 10%.
precisión desvío estándar. de 6 %. Puede ser mayor con contenidos mayo-
15 %. res de sólidos suspendidos.
Ventajas Con un inóculo apropiado Más preciso que la Se correlaciona con la D.B.O. en el
es el que más se aproxima D.B.O: y la D.Q.O. caso de efluentes de composición cons-
a las condiciones natura- Para mayor informa- tante. Cambios en los valores de la
les. ción se pueden hacer D.Q.O. entre el afluente y el efluente
simultáneamente la puede igualar o reforzar al valor de la
D.Q.O. y el C.O.T. D.B.O. Los tóxicos no afectan al oxi-
dante.
Desventajas Los tóxicos pueden matar Requiere un equipo Interferencias si las concentraciones de
a los microorganismos. costos y personal muy Cl- son grandes.
Los microorganismos no entrenado. Se deben hacer estudios de correlación
oxidan a todas las subs- Algunos métodos no de valores entre C.O.T. y D.B.O..
tancias presentes en los pueden oxidar comple- Algunos compuestos no son comple-
efluentes. tamente a ciertos con- tamente.
Se producen inexactitudes taminantes.
con inóculos no apropia- Sólo mide el carbono
dos. total, no la demanda
Se requieren períodos potencial de oxígeno.
largos para obtener resul-
tados.
Tabla I . Comparación de diferentes métodos para evaluar materia orgánica en un muestra de
agua, [19].
No debemos olvidar que las tres determinaciones (demanda bioquímica de oxígeno, demanda química
de oxígeno y carbono orgánico total) hechas sobre idéntica muestra pueden dar resultados diferentes y, en
principio, no previsibles.
Por su parte durante el ensayo de la demanda química de oxígeno no se oxidan una serie de compues-
tos nitrogenados y de hidrocarburos poco solubles en agua, [10].
Recordemos que la combustión catalizada es la acción del oxígeno a temperaturas relativamente altas,
en presencia de un catalizador adecuado, [35].
ANEXO XIV.
Nociones sobre las técnicas para determinar cloro presente en un líquido.
El cloro presente en el líquido se puede evaluar mediante diferentes métodos. En general se basan en
que el cloro (ion hipoclorito, ácido hipocloroso) y las cloraminas reaccionan estequiométricamente con el
ioduro de potasio, a un valor de pH = 4 o menos, liberando yodo; existiendo diferentes métodos para de-
terminar el punto final y la cantidad de iodo liberado.
48. Parámetros...

Como ejemplo de los diferentes modos como se determina el punto final y la cantidad de iodo libera-
do, hemos tratado de resumir en la tabla I los métodos indicados en [9].
En todos los casos mencionados en la tabla 24, los resultados se expresan en [mg Cl2/l] ; aún cuando
realmente se mide la potencia oxidante total ésta se atribuye totalmente al cloro, por ser éste el agente
oxidante presente en forma dominante, [9]. También existen electrodos específicos para cloro.
Método Nº Campo de aplicación Resumen de la técnica
Volumétrico ampe- 330.1 todo tipo de aguas y El iodo es titulado con un agente reductor
rométrico efluentes líquidos que no normalizado, tal como el tio sulfato de sodio o
contengan cantidades el óxido de fenilarsina, usándose un electrodo
considerables de materia especifico para determinar el punto final.
orgánica
Volumétrico, iodimé- 330.2 todo tipo de aguas, prin- El iodo oxida inmediatamente en forma cuanti-
trico, por retorno cipalmente para efluentes tativa a un agente reductor normalizado, tal
líquidos pues elimina como el tiosulfato de sodio o el óxido de feni-
todo contacto entre la larsina. Entonces se determina el exceso de
concentración total del agente reductor por titulación con un reactivo
iodo liberado y el efluente normal, el color del almidón en el punto final
pasa de claro a azul. Se determina la concen-
tración de cloro mediante cálculo, teniéndose
en cuenta el exceso de reductor.
Volumétrico, io- 330.3 aguas, naturales y trata- El iodo se titula con un agente reductor norma-
dimétrico das, con concentraciones lizado, tal como el tiosulfato de sodio o el
de cloro mayores de 0,1 óxido de fenilarsina usando almidón como
mg/l indicador.
Volumétrico, DPD – 330.4 aguas, naturales y tratadas, El iodo se titula con sulfato de amonio e hierro
SFA con concentraciones de II (SFA) (En bibliografía de habla inglesa
cloro mayores de FAS). (1) usando N,N-dietil-p-fenilendiamina
0,1 mg/l (DPD)(2)
DPD, espectrofo- 330.5 aguas, naturales y trata- El iodo liberado reacciona con la N,N-dietil-p-
tométrico das, con concentraciones fenilendiamina (DPD) (2) produciendo una solu-
de cloro de 0,2 á 0,4 mg/l ción roja que se compara espectrofotométrica-
mente con una serie de patrones, usando un
gráfico o un cálculo de regresión.
(1) se obtiene por disolución de 1,106 g sal de Mohr [Fe(NH4)2 (SO4)2 6 H2O] en agua desionizada,
recién hervida, agregando 2 ml de ácido sulfúrico 2N y completando a 1 litro con agua destilada,[9]; [10].
(2) N,N-dietil-p-fenilendiamonio (DPD) según [10].
Tabla I. Comparación de diferentes métodos para evaluar cloro total residual.
ANEXO XV, [71] y [79].
Nociones referidas a complejos.
Los cationes metálicos, por su déficit de electrones, tienen afinidad por moléculas o iones ricos en
ellos capaces de suministrarles pares de electrones, formando enlaces coordinados, dando lugar a com-
puestos llamados complejos , que contienen un ión o un átomo metálico central unido a uno o más iones o
moléculas neutras. A las substancias dadoras de electrones, es decir capaces de dar pares de electrones en
estas circunstancias se las llama ligantes o ligandos, y a las que los atrae grupo central.
Por ejemplo: (UO2)3(OH)5+ y HCO3-, son complejos con uranio hexavalente,(UO 22+), y carbonato,
(CO32-), actuando respectivamente como grupo central y los iones hidroxilo, (OH-), é hidrógeno, (H+),
asociados en estos complejos son los ligantes , [79].
Los ligantes pueden ser, según [71]:
inorgánicos: aniones, por ejemplo hidroxilo, (OH -), cloruro, (Cl-), sulfato, (SO42-), carbonato,
-
(HCO3 /CO32- ), o moléculas neutras, como el amoníaco, (NH3), o el agua (H2O); el átomo que da elec-
trones en el caso del amoníaco es el de nitrógeno y en el ejemplo del agua el de oxígeno,
orgánicos como aminas,(R-NH2), (RR’-NH) ,(RR’R’’-N) , en las que el átomo dador de electro-
nes es el de nitrógeno, aniones de los ácidos carboxílicos o sea los carboxilatos , (R-COO-),cuyo átomo de
oxígeno actúa dando los electrones, etc.

.
 Parámetros... 49..

Observemos que los ligantes pueden ser de origen natural o sintetizados por el hombre, por ejemplo
las substancias húmicas de origen natural pueden actuar como ligantes, sobre todo si su concentración
supera 1 mg/l; y también lo hace el ácido etilendiaminotetracético (EDTA), de origen artifial, y que forma
complejos muy fuertes con muchos cationes, incluso más resistentes que los originados por el carbonato o
las substancias húmicas, [79].
Si el complejo tiene iones o moléculas complejos se los llama compuestos de coordinación, en esos
casos al número de átomos dadores de electrones que rodean al átomo central se lo llama número de co-
ordinación, p. ej. en el ion (Ag(NH3)2+)el número de coordinación de la plata es dos. Si el número de
átomos dadores en un ligando es de dos o más se dice que el ligando es un agente quelante y el complejo
formado es un quelato. Es decir se llama quelato al complejo resultante de dos o más uniones entre un
único ligante y un catión metálico, p. ej. el complejo ([Al(COO)2COH(CH)2COOH]+)formado entre el
aluminio trivalente, (Al3+), y el ácido cítrico, en el cual dos grupos CO.O- y uno COH de la molécula del
ácido están coordinados al ion (Al3+) es un quelato, [79].
Las uniones entre el grupo central y los ligantes pueden ser iónicas o covalentes. Se dice que un com-
plejo es de esfera interna si el grupo central y los ligantes están en contacto directo, en cambio se lo llama
de esfera externa si entre el grupo central y un ligante se interponen una o más moléculas de agua. Si los
ligantes son moléculas de agua se dice que es una especie libre o un complejo de solvatación, p. ej. en
(Ca(H2O)62+). Generalmente los complejos de esfera interna son más estables que los de esfera externa,
pues éstos no logran fácilmente uniones iónicas ni covalentes con el grupo central, [79].
Las propiedades de los complejos varían mucho con respecto a las de sus componentes individuales,
que, por ejemplo, pueden pasar de formar precipitados a quedar disueltos, de adsorberse a no adsorberse
sobre los sólidos presentes en el medio, o viceversa, con lo que cambia su solubilidad, su capacidad de
migración en suelos y sedimentos y también su actividad biológica. Así la presencia de EDTA en el agua
reduce en varios órdenes de magnitud el efecto tóxico de las sales de cobre(II) sobre algas, [71].
ANEXO XVI.
Nociones sobre los detergentes.
Cuando las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua y las de la superficie de un sólido no son
suficientes para vencer la atracción ejercida por las moléculas de agua entre sí (tensión superficial del
agua) el agua no humedece la superficie sólida. Se puede introducir una substancia, conocida como agen-
te humectante, que adsorbiéndose fuertemente tanto al agua como al sólido logre que aquella moje a éste.
Cuando las moléculas de un líquido se atraen entre sí con más fuerza con la que atraen a las de otro
líquido y las de este segundo líquido también se atraen entre sí con más fuerza que aquella con la que
atraen a las del primer liquido, ambos líquidos son inmiscibles entre sí. Es lo que ocurre entre el agua y el
aceite. Existen substancias cuyas moléculas tienen dos partes, una de ellas capaz de atraer fuertemente a
las moléculas de uno de los líquidos y la otra a la del otro, así en el caso del aceite y del agua se dice que
las mencionadas moléculas tienen un grupo hidrofílico, que se adhiere fuertemente a la moléculas de agua
y otro oleofílico, que hace otro tanto con las moléculas de aceite. Si en un recipiente tenemos los dos
líquidos inmiscibles entre sí, le agregamos uno tercero, con las propiedades vistas, y agitamos, notaremos
que se forma una emulsión, es decir uno de los líquidos inmiscibles se dividirá en pequeñísimas gotitas
coloidales que quedarán en suspensión en el otro líquido inmiscible. Lo que sucede es que cada gotita se
rodea de una capa de moléculas del tercer líquido, orientadas según su capacidad de atracción a uno u otro
líquido inmiscible. Cuál líquido inmiscible forme la fase continua de la emulsión y cuál la dispersa, de-
penderá del equilibrio entre las fuerzas mencionadas.
A las substancias capaces de facilitar la formación de emulsiones disminuyendo la tensión interfasial
entre dos líquidos, tal como por ejemplo lo explicamos recién, se las llama agentes emulsionantes o dis-
persantes. Existen substancias que tiene la propiedad inversa, es decir son rompedores de emulsiones.
En la figura I hemos tratado de resumir lo dicho, con referencia al caso del agua y el aceite. Normal-
mente se entiende por detergentes a substancias tensioactivas, es decir substancias que al reducir la ten-
sión superficial del agua favorecen la formacin de nuevas superficies entre el agua y otros líquidos o ga-
ses, en particular no miscibles en ella, con lo que ayudan a la formación de espumas y emulsiones. Así, al
disminuir la tensión en la interfase agua / grasa permiten que se forme una emulsión y la grasa se des-
prenda de los objetos, que resultan limpiados, de allí su uso como limpiadores. También habría asociada
al fenómeno de la limpieza la acción de cargas eléctricas superficiales, que al ser modificadas permiten el
desprendimiento de las partículas de suciedad, [13].
Básicamente la acción detergente principalmente es el resultado de la acción humectante y de la acción
emulsionante de los jabones y de determinadas substancias llamadas, precisamente, detergentes.
50. Parámetros...

Fig. I. Acción de agentes emulsio-

nantes. Según [29], modifi-
cado.

Podríamos pensar a la acción limpiadora de un detergente de la siguiente forma: 1) las partículas de

suciedad se adhieren a la superficie del sólido por películas oleosas, 2) debido a su tensión superficial el
agua no puede interponerse entre el sólido y la capa de 1aceite. 3) las moléculas del detergente tienen una
parte hidrofílica, que ejerce una fuerte atracción hacia las moléculas de agua, y otra oleofílica que atrae a
las moléculas del aceite, por lo que sus moléculas se irían introduciendo, como una cuña, entre el sólido y
la suciedad, desprendiéndola, cubriéndose así la superficie del sólido con una capa de detergente, 4) las
partículas de suciedad resultan rodeadas por moléculas del detergente Y al ser agitado el sistema se forma
una emulsión que es arrastrada durante el enjuague, 5) la capa de detergente que recubre el sólido también
es removida durante el enjuague. En la fig. II hemos tratado de representar el esquema de una molécula
de detergente y en la III su acción limpiadora.

Figura II. Esquema de una molécula de detergente

Según la naturaleza de su grupo polar

hidrófilo se puede clasificar a los detergentes
en aniónicos, catiónicos y no iónicos, [43].
Los detergentes aniónicos se disocian en el
agua para dar, en general, un anión orgánico
azufrado de cadena larga. en el que residen
sus propiedades detersivas, e ión sodio, son
los más comunes en el uso doméstico. Se
puede resumir ((R-OSO3)- Na+), donde R
simboliza un hidrocarburo de cadena larga y
constituye el grupo hidrofóbico u oleofilico, y
el grupo sulfato es hidrofílico, [5] y [40].

Fig. III. Interacción detergente -suciedad.

Según [13], modificado.

.
 Parámetros... 51..

Como ejemplos de agentes

tensioactivos podemos citar
los indicados en la figura IV,
[35]:

Fig. IV. Ejemplos de agen-

tes tensioactivos, [35].

Los detergentes catiónicos normalmente son sales (p. ej. cloruros) de amonio cuaternarias en las que
uno de los grupos alquilo unidos al nitrógeno es un hidrocarburo cadena de larga, también se los conoce
como jabones invertidos debido a que su acción detersiva reside en el ion positivo, muchos de ellos tiene
fuerte acción germicida y suelen ser, en general, caros. En la figura V mostramos un ejemplo, donde R' y
R" son radicales de hidrocarburos de cadena larga. el grupo amónico positivo (catión) es hidrofóbico y el
anión es hidrofílico [5] y [40].

Fig. V. Esquema de la molécula de un detergente catiónico, [5].

Los detergentes no iónicos se caracterizan por no ionizarse en solución acuosa; pueden ser monoeste-
res derivados de la sacarosa con los ácidos grasos de 14 á 18 átomos de carbono en la molécula, es decir
ácido palmítico, esteárico, oleico, etc., son biodegradables y no son tóxicos y se los usa en la preparación
de cosméticos, medicamentos y alimentos; los detergentes no iónicos también pueden ser éteres alquilarí-
licos del polietilenglicol y ésteres de polietilenglicol, [40].
Los detergentes biodegradables son compuestos orgánicos de cadena abierta y los no biodegradables
son aromáticos, se considera biodegradable a aquel detergente que se halla degradado en un 80 % con
respecto a la degradación de uno elegido como patrón, [50].
Los detergentes comerciales son mezclas de substancias tensioactivas propiamente dichas y substan-
cias coadyuvantes a la acción detersiva y suelen tener mezclados otros ingredientes como aclaradores,
perfumes, inhibidores, etc.; se los usa tanto en el hogar como en la industria, [46], [60], [66].
Como coadyuvantes se emplean sales de sodio, p. ej. fosfatos, sulfatos, silicatos, perboratos. etc.
El tripolifosfato complejo es el bloque constituyente básico de detergentes domésticos .

Ortofosfático trisódico (PO4Na3) Tripolifosfato de sodio (P3O10Na5)

El tripolifosfato de sodio en solución se

ioniza:

Fig. VI. Fosfatos empleados en detergentes.

Los fosfatos en los detergentes en general, al proporcionar alcalinidad favorecen la remoción de de
substancias grasosas, y, en particular en aguas duras, se ligan a los iones calcio y magnesio permitiendo
que los tensioactivos formen emulsiones con dichas substancias, también secuestran sales de hierro y de
magnesio que causan manchas en las telas lavadas, al unirse a partículas de polvo retenidas en las telas las
cargan negativamente y ayudan a su separación, etc. [66].
El tripolifosfato de esta manera, tiene el atributo inusual de poseer simultáneamente todas estas fun-
ciones esenciales. Al mismo tiempo cumple otros requisitos como material de constitución de detergentes,
52. Parámetros...

que son: a) no tóxico, b) suave para la piel, c) inocuo para los equipos, d) seguro para textiles, e) compa-
tible en tratamiento de líquidos residuales industriales y de agua, f) compatible con otros ingredientes de
detergentes, g) económico para ser usado, [66].
Recordemos que los fosfatos junto con los nitratos suelen ser los principales causantes de problemas
de eutrofización artificial en los cuerpos de agua.
ANEXO XVII.
Nociones sobre las técnicas para determinar detergentes presentes en un líquido.
Para la determinación de la concentración de detergentes en aguas existen diferentes técnicas. P. ej. la
Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de N. A. para la determinación de detergentes anióni-
cos, tanto sulfonatos alquílicos lineales como alquilbencensulfonatos, emplea azul de metileno en solu-
ción acuosa, el cual reacciona con los detergentes aniónicos para dar una sal azulada extraíble con cloro-
formo, siendo la intensidad del color producido proporcional a la concentración de los detergentes, por lo
que resulta en un método colorimétrico. También reaccionan con el azul de metileno otras substancias, p.
ej. iones inorgánicos como cloruros o nitratos, o compuestos tales como sulfatos, sulfonatos, carboxilatos,
fosfatos, fenoles, cianatos y tiocianatos orgánicos unidos a materia orgánica. Por las caracteristicas del
método se habla de substancias activas al azul de metileno. Para detergentes catiónicos la empresa Merck
[10] emplea azul de bromofenol y extracción con cloroformo, con determinación colorimétrica del resul-
tado, refiriéndolo a la concentración equivalente de bromuro de cetilmetilamonio (CTAB).
En nuestro país, Obras Sanitarias de la Nación empleó un método basado en ortotoluidina para la de-
terminación de la concentración de detergentes. Así se los llamó “substancias reactivas al azul de ortoto-
luidina”, pero en realidad sólo se determinan de esa forma los detergentes aniónicos, que suelen ser los de
uso más generalizado, [60].
ANEXO XVIII.
Nociones sobre las técnicas para determinar fenoles presentes en un líquido.
Para determinar fenoles en agua según MERCK, [10], se puede estimar cualitativamente que hay, co-
mo mínimo, 1 mg/l de fenoles si al agitar una muestra de agua en un vaso cerrado se aprecia su olor ca-
racterístico. Tratando la muestra con agua de cloro, obtenida a partir de agua desionizada y gas cloro, se
aprecian concentraciones menores por el olor a yodoformo u “olor a remedio”.
Cuantitativamente se determinan fenoles totales por fotometría mediante 4-nitroanilina si la concen-
tración esperada de fenoles está entre 0,05 y 5 mg/l. Para concentraciones de fenoles totales entre 0,02 y
1,0 mg/l se propone [10] una técnica por fotometría mediante 1-fenil-2,3-dimetil-4-amino-5-pirazolona.
La determinación se debe hacer sobre una muestra inmediatamente después de recogida. En caso con-
trario se la lleva a valores de pH menores de 4 con ácido fosfórico, para impedir oxidaciones químicas y
bioquímicas, en presencia de compuestos de azufre se airea o se agita la muestra así tratada, luego se aña-
de sulfato de cobre y se cierra el frasco. Así tratada y refrigerada, la muestra se puede conservar varios días.
Para la determinación de fenoles arrastrables en vapor de agua en cualquiera de los dos casos se pro-
cede a destilar la muestra y aplicar la técnica correspondiente sobre el condensado recogido.
Según [9] se propone un método espectrofotométrico usando 4-aminoantipirina en presencia de ferro-
cianuro de potasio a valor de pH igual a 10. Trabajan sobre el condensado obtenido de la destilación de la
muestra a pH igual a 4. De esta forma se determinan concentraciones mayores de 0,05 mg/l, para concen-
traciones hasta 0,005 mg/l recomienda una extracción con solvente (cloroformo).

.
 Parámetros... 53..

ANEXO XIX – calidad del agua en algunos cursos del Gran Buenos Aires.
Información resumida a partir de la excelente obra:
Servicio de Hidrografia Naval de la Armada Argentina (SIHN), Administración General de Obras Sanitarias de la Provincia de Buenos Aires (AGOSBA), Obras
Sanitarias de la Nación (OSN). Río de la Plata -Calidad de las aguas-Franja costera sur. Informe de avance. Bs. As. 1.992.
El canal San Juan nace en el partido de Florencio Varela y recorre el de Berazategui para descargar sus aguas en el arroyo Giménez. Su caudal es producto del vuelco de estableci-
mientos industriales afincados en la margen Sur.
Valores promedio en su desembocadura
S. S. Oxígeno Oxígeno
Arroyo: pH Cloruros Alcalinidad Sulfuros Amonio D. B. O. D. Q. O. Fenoles Arsénico Cianuro Detergentes Cromo
2 hs disuelto consumido
Canal San 2,1
--- 4,0 5,5 0,0 360,0 1.220,0 96,0 n/d --- 0,6 0,5 *
Juan (1) ml/l
(1) S. S. 10 minutos 1,0 ml/l, Cadmio 9 g/l, Mercurio n/d, Plomo 28 g/l.
EL Arroyo Giménez nace en el partido de Florencio Varela donde recibe un mínimo aporte de efluentes, y recorre el de Berazategui donde le llegan vuelcos importantes de estable-
cimientos industriales.
Valores promedio en su desembocadura
S. S. Oxígeno Oxígeno
Arroyo: pH Cloruros Alcalinidad Sulfuros Amonio D. B. O. D. Q. O. Fenoles Arsénico Cianuro Detergentes Cromo
2 hs disuelto consumido
Giménez 2,2
--- 3,6 1,8 0,0 205,0 340 96,0 n/d --- 1,9 0,2 *
(2) ml/l
(2) S. S. 10 minutos 1,6 ml/l, Cadmio 10,6 g/l, Mecurio n/d, Plomo 43 g/l

Matanza - Riachuelo: nace en la zona de Cañuelas, recorre el Oeste del Gran Buenos Aires, es el límite Sur de la ciudad de Buenos Aires, cambia su nombre de río Matanza por el de
Riachuelo en el Puente la Noria, desemboca a la altura de la Boca.
Valores promedio en su desembocadura
S. S. Oxígeno Oxígeno
Arroyo: pH Cloruros Alcalinidad Sulfuros Amonio D. B. O. D. Q. O. Fenoles Arsénico Cianuro Detergentes Cromo
2 hs disuelto consumido
Riachuelo
7,2 --- 84 88 <0,1 3,4 1,9 26,2 10,0 0,10 <0,05 <0,1 0,28
(3)
(3) Fosfatos 0,29 mg/l, Metales pesados: Mercurio < 0,005 mg/l, Cromo 38 g/l, Plomo 16 g/l, Cadmio n. d.
El canal Sarandí recorre los partidos de Lanús y Avellaneda recogiendo efluentes de un importante zona idustrial
S. S. Oxígeno Oxígeno
Arroyo: pH Cloruros Alcalinidad Sulfuros Amonio D. B. O. D. Q. O. Fenoles Arsénico Cianuro Detergentes Cromo
2 hs disuelto consumido
Canal 1,9
--- --- 4,6 8,1 0,0 179 495 230 1,3 4,0 1,2 *
Sarandí (4) ml/l
(4) S. S. 10 minutos 1,9 ml/l, Cadmio 3,1 g/l, Plomo 121 g/l, Mercurio n/d,
54. Parámetros...

ANEXO XX – algunas dudas sobre el vocabulario.

Según la versión en INTERNET del "Diccionario de la Lengua Española". Real Academia Española, (con-
sultado en: http://www.rae.es/recursos/diccionarios/drae) :
sedimentar. 1 . tr. Dicho de un líquido: Depositar sedimento. U. t. en sent. fig. La década de los sesenta
sirvió para sedimentar ideas. || 2. prnl. Dicho de las materias suspendidas en un líquido: Formar sedimen-
to. U. t. en sent. fig. Aquella enemistad se sedimentó durante el gobierno siguiente
sedimento. (Del lat. sedimentum). 1. m. Materia que, habiendo estado suspensa en un líquido, se posa en
el fondo por su mayor gravedad. U. t. en sent. fig. El sedimento de la civilización romana.
decantar1. (Del lat. decantāre). 1. tr. Propalar, ponderar, engrandecer.
decantar2. (De de- y canto, ángulo, esquina). 1. tr. Separar un líquido del poso que contiene, vertiéndolo
suavemente en otro recipiente. || 2. tr. Quím. Separar sustancias no miscibles de diferente densidad en un
medio líquido. U. t. c. prnl. || 3. intr. ant. Desviarse, apartarse de la línea por donde se va. || 4. prnl. Incli-
narse, tomar partido, decidirse.
canto1. (Del lat. cantus). 1. m. Acción y efecto de cantar (‖ producir una persona sonidos melodiosos). ‖...
canto2. (Del lat. cantus, llanta de metal de una rueda, voz de or. celta). 1. m. Extremidad o lado de cual-
quier parte o sitio. || 2. m. Extremidad, punta, esquina o remate de algo. Canto de mesa, de vestido. || 3. m.
cantón (‖ esquina de un edificio). || 4. m. En el cuchillo o en el sable, lado opuesto al filo. || 5. m. Corte
del libro, opuesto al lomo. || ... || ~ pelado, o ~ rodado. 1. m. Piedra alisada y redondeada a fuerza de rodar
impulsada por las aguas. || ... || de ~. 1. loc. adv. De lado, no de plano. || ...
poso. (De posar). 1. m. Sedimento del líquido contenido en una vasija. || 2. m. Descanso, quietud, reposo.
|| 3. m. ant. Lugar para descansar o detenerse.
decantador, ra. (De decantar2). 1. adj. Dicho de un recipiente o de una instalación: Que sirve para sepa-
rar dos sustancias por decantación. U. t. c. s.
decantación. (Del lat. decantatĭo, -ōnis). 1. f. Acción y efecto de decantar2.
La palabra sedimentador no está registrada en el Diccionario. La que se muestra a continuación tiene for-
mas con una escritura cercana.
sedimentar.
Notemos que en el lenguaje común se usan indistintamente los términos “sedimentar” y “decantar” y
sus derivados; pero según el Diccionario parece que el que sedimenta es el líquido o la materia contenida
en él, en cambio el que decanta es otro, p. ej. una persona, que dejando pasar el líquido por el canto, el
borde, de un recipiente lo separa del sedimento acumulado en el fondo del mismo. Muy comúnmente se
habla de “sedimentador” y, sin embargo dicha palabra no figura en el Diccionario, pero sí “decantador”,
por lo que de ahora preferiremos esta palabra a aquélla. El Dr. Catalán Lafuente, [43], indica que la sedi-
mentación puede durar mucho tiempo en cambio la decantación lleva implícito en su concepto un tiempo
corto.
carbonar. 1. tr. Hacer carbón. U. t. c. prnl.
La palabra carbonáceo no está registrada en el Diccionario. Las que se muestran a continuación tienen
formas con una escritura cercana.
carbonear.
carboneo.
carbonizar.
carbonear. 1. tr. Hacer carbón de leña. || 2. tr. Dicho de un buque: Embarcar carbón para transporte o
para su consumo.
carboneo. 1. m. Acción y efecto de carbonear.
carbonizar. 1. tr. Reducir a carbón un cuerpo orgánico. U. t. c. prnl.
carbonoso, sa. 1. adj. Que tiene carbón. || 2. adj. Parecido al carbón.
carbonado. 1. m. Diamante negro.
De todo lo anterior deducimos que la mejor traducción de la palabra inglesa carbonaceous es “carbo-
noso/sa” (coincidiendo con el “Nuevo diccionario Inglés- Español y Español – Inglés de Áppleton. D.
Appleton-Century Company Inc. New York, 1.939”) y no “carbonáceo /cea”, habitual en nuestro medio.
inocular. (Del lat. inoculāre). 1. tr. Med. Introducir en un organismo una sustancia que contiene los
gérmenes de una enfermedad. || 2. tr. Pervertir, contaminar a alguien con el mal ejemplo o la falsa doctri-
na. U. t. c. prnl. || 3. . tr. infundir.
inóculo. 1. m. Med. Pequeña cantidad de la sustancia que se inocula.

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 Parámetros... 55..

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mediante:
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Nota:
A las publicaciones de la Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América se
puede acceder gratuitamente en: http://nepis.epa.gov/Simple.html.
----o----
58. Parámetros...

Respuesta al Sr. Alumno Don Facundo Ramallo 17 VII 2014

Con respecto a la determinación de sólidos en un líquido:
Le recuerdo que según el Diccionario:
calcinar. (Del lat. calx, calcis, cal). 1. tr. Reducir a cal viva los minerales calcáreos, privándolos del ácido
carbónico por el fuego. || 2. tr. Abrasar por completo, especialmente por el fuego. U. t. c. prnl. || 3. tr.
Quím. Someter al calor cuerpos de cualquier clase para eliminar las sustancias volátiles.
secar. (Del lat. siccāre). 1. tr. Extraer la humedad, o hacer que se evapore de un cuerpo mojado, mediante
el aire o el calor que se le aplica. U. t. c. prnl. || 2. tr. Quitar con un trapo, toalla, etc., el líquido o las gotas
que hay en una superficie. U. t. c. prnl. || 3...
Entonces se toma una muestra de agua y se la divide para hacer diferentes determinaciones:
1) a una porción, tal y como viene, se le evapora el líquido, se seca y se pesa el sólido resultante,
serán los sólidos totales que tenía esa porción de muestra, se calcinan esos sólidos, con lo que se
desprenden los volátiles, (en rigor se trata que se queme la materia orgánica y no se desprendan
substancias minerales como, p. ej. el plomo, para ello se limita la temperatura máxima), por pe-
sado se obtienen los sólidos totales minerales, también llamados inorgánicos o fijos. Para calcu-
lar el contenido de sólidos orgánicos se resta éste último valor del anterior.
2) a otra porción se la filtra, por lo que quedará dividida en dos: una parte será retenida por el
filtro, la otra será arrastrada por el líquido.
2a) a aquella retenida en el filtro se le evapora el líquido que pueda retener, se seca y se pesa el
sólido resultante, serán los sólidos suspendidos totales que tenía esa porción de muestra, se cal-
cinan esos sólidos, con lo que se desprenden los volátiles, (con la limitación de la temperatura
máxima a alcanzar, recién vista), por pesado se obtienen los sólidos suspendidos minerales, in-
orgánicos o fijos. Para calcular el contenido de sólidos suspendidos orgánicos se resta éste último
valor del anterior.
2b) de la misma forma, a aquella parte que pasó el filtro se le evapora el líquido , se seca y se
pesa el sólido resultante, serán los sólidos disueltos totales que tenía esa porción de muestra, se
calcinan esos sólidos, con lo que se desprenden los volátiles, (de nuevo, cuidando la temperatura
máxima de calcinación), por pesado se obtienen los sólidos disueltos minerales, inorgánicos o
fijos. Para calcular el contenido de sólidos disueltos orgánicos se resta éste último valor del ante-
rior.
3) a una tercera parte de la muestra original se la somete a la sedimentación, cuyo resultado se
puede expresar:
I en volumen de sólidos sedimentables por unidad de volumen de líquido, basta observar los res-
pectivos volúmenes,
II en masa de sólidos por unidad de volumen de líquido, en ese caso se separa el sólido sedimen-
tado con cuidado, p. ej. vertiendo el líquido por el borde del cono de Imhoff si tiene vértice cie-
go, o bien, y más fácil, si el cono tiene una válvula de descarga por su vértice, extrayendo el se-
dimento a través de la misma. Con el sedimento se procede como antes, se evapora el líquido, se
seca y se pesa el sólido, serán los sólidos sedimentables totales en peso, luego se calcina, con las
limitaciones indicadas arriba y por pesada se obtienen los sólidos sedimentables inorgánicos,
fijos o minerales. Por diferencia se calculan los sólidos sedimentables orgánicos.
Salvo en el caso de sólidos sedimentable expresados en volumen sobre volumen de líquido, en
todos los otros casos se expresan los resultados en masa de sólidos, sean los que sean, por unidad
de volumen de líquido.
--o--

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 Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.

Apunte Nº 4.

Pasos previos al diseño y cálculo de una planta para el

tratamiento de efluentes.
Tratamiento de efluentes líquidos.
Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 10 de Mayo del 2016.

Trat. efl líq. 10 V 2.016 carátula

 Pasos previos al diseño... 1.

Pasos previos al diseño y cálculo de una planta para el tratamiento de efluentes.

Para la selección de un método de tratamiento de efluentes y el diseño, cálculo y proyecto de una plan-
ta para llevarlo a cabo se deben cumplir una serie de pasos, muchos de ellos dependerán del generador de
los líquidos que, groseramente podemos clasificar en: industrias, domicilios y poblaciones, explotaciones
agrícolas, ganaderas y sus actividades relacionadas, p. ej. un tambo.
En primer lugar hay que responder a una serie de preguntas generales sobre el generador: ¿qué es el
generador?, ¿los efluentes se derraman en forma puntual o difusa?, ¿en dónde está ubicado el generador?,
¿cómo es el régimen temporal de los vertidos?, ¿cuáles son los caudales de efluentes?, etc. Veamos con
algún detalle estas cuestiones.
¿Qué es el generador de los efluentes?
El generador de los efluentes puede ser una población, una vivienda en zonas rurales, una industria, un
establecimiento agrícola o ganadero, minero, etc.
¿Cómo se derraman o descargan los efluentes?
Los efluentes se pueden verter a un cuerpo superficial o subterráneo de agua en forma puntual, es decir
salen de una conducción perceptible, confinada y discreta, p. ej. un canal, tubería, zanja, pozo, material
rodante, embarcación, etc., [11], o en forma difusa o no puntual, por ejemplo el agua de escorrentía o de
deshielo que llega a un cuerpo superficial de agua a lo largo de sus riberas, o a un cuerpo subterráneo lue-
go de infiltrarse en el suelo. Así se habla de fuentes puntuales y fuentes difusas o no puntuales de conta-
minación del agua.
Se considera como contaminación no puntual la de aguas subterráneas o superficiales originadas por
las actividades del uso de la tierra y / o la atmósfera, que no tienen un punto de ingreso bien definido, [13].
Desgraciadamente las fuentes difusas son difíciles de controlar, en gran parte porque no siempre son
identificadas con facilidad, por ejemplo se incluyen en ellas a ciudades, parques industriales, explotacio-
nes mineras, agrícolas y forestales, basurales, etc. [12].
¿En dónde está ubicado el generador de los efluentes a tratar?
Es decir la ubicación del establecimiento fabril o la población cuyos efluentes se habrán de tratar. Hay
que pensar en diferentes escalas: continental, regional, nacional, provincial, municipal, etc.
Continente: da idea de la posible legislación y su grado de cumplimiento, idiosincrasia de los habitan-
tes, cuerpo receptor en forma genérica, no es lo mismo verter en la costa dálmata al mar Adriático, que en
la entrerriana al río Uruguay, etc.
Conglomerado de países, p. ej. Comunidad Europea, Mercosur, etc. Normalmente fijan un marco legal
y reglamentario general para todos los países del mismo, tanto actual como esperado para un futuro más o
menos próximo.
País: según su organización política podemos clasificarlos, groseramente, en unitarios y federales. En
los primeros el poder central fija las leyes y reglamentaciones a cumplir en todo el país, basta en general
su cumplimiento para satisfacer todas las exigencias legales. En cambio en los países federales, si bien al
poder central suele fijar pautas generales cada provincia o estado, incluso cada municipio, dicta sus pro-
pias normas y habrá que cumplir las más estrictas. Además hay países que, a nuestro juicio muy errónea-
mente, admiten mucha contaminación con tal de que haya gran actividad económica, aún en desmedro de
la naturaleza y de la salud y bienestar de sus habitantes, actuales y por venir.
Provincia: como vimos, en el caso de regímenes federales éstas tienen su propia legislación que puede
diferir de la nacional, también tienen sus propias autoridades sobre el tema que, en definitiva, serán las
que hagan cumplir dicha legislación y las reglamentaciones que resulten.
Municipios: pasa algo similar a lo que hay que sumar que a este nivel normalmente ya cobra impor-
tancia el cuerpo receptor de los efluentes, pues a diferentes cuerpos receptores pueden corresponder otros
límites de los parámetros de calidad de efluentes a cumplir, p. ej. seguramente serán distintos los límites
si se vierte a una colectora cloacal o a un cuerpo natural, incluso será diferente si el cuerpo natural es un
lago, un río pequeño, otro mucho mayor, el mar o es un acuífero subterráneo.
¿Cuándo se producen los vertidos?
O sea el régimen temporal de los vertidos, en cantidad y calidad.
En el caso de casas de familia está muy asociado a las costumbres individuales y locales, no es lo
mismo si alguien fundamentalmente permanece todo el día en su casa, se levanta a las cinco de la maña-
na, duerme la siesta de trece á quince y luego sigue con sus actividades hasta las veintidós, que otra fami-
lia cuyos miembros se levantan a las seis y se acuestan a las veintiuna, pero trabajan o estudian todo el día

Pasos previos 14 XII 2014 corr. 8 V 2016 Día de la Virgencita de Luján y fiesta de la Ascención del Señor.
2. Pasos previos al diseño...

fuera de la vivienda, incluso, seguramente, cambiará el régimen de los vertidos de esta última durante los
fines de semana y días de descanso.
Pero, en una casa de familia normalmente hay dos o tres picos diarios de caudal: uno a la mañana, más
o menos temprano, cuando sus habitantes se levantan, desayunan, etc., otro al mediodía, cuando vienen a
almorzar y preparan la comida, lavan los platos, etc. y otro a la anochecida y comienzo de la noche, para
la cena. Tal vez uno más a la tarde, si meriendan en casa.
También la calidad del efluente variará, como ejemplo muy sencillo consideremos la temperatura del
efluente, si los moradores en la casa se bañan temprano por la mañana a esa hora, seguramente, crecerá la
temperatura de los efluentes, pero si lo hacen en el ocaso, en ese momento subirá la misma.
En poblaciones pequeñas, sin industrias servidas por la red cloacal, los regímenes de caudales y cali-
dades de los efluentes tienen variaciones similares a los de los domicilios, ya que los podemos considerar
como una sumatoria de los mismos. Pero hay que tener en cuenta la influencia del tamaño de la red y la
densidad de la población, redes pequeñas y con gran densidad de conexiones tienen generalmente mayo-
res variaciones temporales de caudales que las extendidas con densidades pequeñas, ya que estas últimas
tienen un efecto compensador de caudales, [1].
En el caso de poblaciones habrá que conocer la cantidad de habitantes conectados a la red cloacal, ac-
tual y esperada al final del período de diseño, y el caudal de efluentes por habitante o bien la dotación de
agua potables suministrada y estimar, a partir de la misma, el caudal de líquidos cloacales, p. ej. supo-
niendo que este último es el ochenta por ciento del de agua potable.
Hay otras cuestiones también asociadas a las costumbres que influyen sobre la calidad y caudal de los
vertidos, p. ej. existen países en los que es común el uso de molinos colocados en la descarga de la pileta
de la cocina domiciliaria, su misión es desintegrar los restos de comida, cruda o cocida, y materiales pro-
cedentes de su fabricación, tales como cáscaras, semillas, etc., los cuales, de esta forma no se manejan
como residuos sólidos sino que se incorporan a los efluentes líquidos, con lo que aumenta el caudal de
éstos, su demanda bioquímica de oxígeno, los sólidos, etc.; además estos molinos son generadores de rui-
do y de riesgos mecánicos, p. ej. si cae un cubierto en los mismos pueden trabarse y al tratar de quitarlo salir
despedido, en general en nuestro país no se usan estos aparatos, pero en otros serían muy comunes.
También influirá la calidad del trabajo y los materiales empleados al construir la red cloacal y durante
su mantenimiento posterior, p. ej. juntas mal tomadas, caños rajados o permeables, etc. pueden originar el
ingreso de agua subterránea y / o de infiltración a la red, aumentando el caudal de los líquidos conducidos
y variando su calidad, dependiendo de la del líquido ingresante, en general diluyen al líquido cloacal pero
pueden incorporar substancias completamente ajenas al mismo, como agroquímicos usados en parques y
jardines, [1].
Otro factor a considerar es el manejo de aguas de lluvia, si se hace por una red diferente a la cloacal o lo
es por la misma, si las aguas de lluvia recogidas en las casas se incorporan o no a los líquidos cloacales, etc.
Asociado con el problema del agua de lluvia está el de la cubierta dada al suelo, así cuando llueve so-
bre un suelo impermeabilizado, ya sea porque está totalmente ocupado por edificios, o por una cubierta
asfáltica o de hormigón, como en una playa para el estacionamiento de vehículos, prácticamente no habrá
infiltración del agua de lluvia y ésta llegará a la red colectora en grandes cantidades y con un régimen
muy poco diferenciado con respecto al de la lluvia, además arrastrará substancias que recoja en su fluir, p.
ej. restos de aceite procedente de los vehículos estacionados, metales disueltos de ciertos tipos de tejados
o producidos por el desgaste de las cubiertas de los vehículos y que quedan en los pavimentos, etc. A la
inversa, el suelo sobre el que se asienta un bosque producirá un mínimo de agua de escorrentía y con un
régimen de fluencia muy diferente al de la lluvia. Fig. 1. En el ANEXO 1 trataremos del coeficiente de
escorrentía y sus valores.
La calidad y caudal de los efluentes variará también según el uso dado a la población o la industria.
Una población cuya actividad fundamental es el turismo estacional tendrá picos significativos de cau-
dales en los momentos de afluencia de visitantes y caudales mínimos, debidos a la población residente
normal, durante el resto del año.
Algo similar ocurre, p. ej. con escuelas, lugares de recreación, etc. Así las escuelas tendrán efluentes
más o menos importantes durante las épocas y días de clases, en los restantes se reducirán a los originados
por los caseros y personal de vigilancia; incluso será diferente el caso de internados, donde los alumnos
permanecen todos los días de la semana, de escuelas comunes, donde los alumnos se retiran diariamente a
sus hogares, [1].
Entre los lugares de recreación podemos incluir los terrenos para acampar, los estadios deportivos, etc.
P. ej. estos últimos producen grandes caudales durante los eventos deportivos para limitarse luego a los
generados por los caseros, personal de mantenimiento y similares, [1].
 Pasos previos al diseño...3.

Fig. 1. Influencia de la permeabilidad de los suelos de una cuenca hídrica sobre las conse-
cuencias de una lluvia en un río de la misma.
Al tratar el régimen temporal de la producción industrial, es decir cuándo produce el estable-
cimiento, nos referiremos al régimen temporal de los vertidos industriales.
Pasemos a tratar cuestiones más propias de las industrias.
¿Qué produce el establecimiento?
Deberá contarse con la lista completa de los productos del establecimiento y, si es el caso, con sus res-
pectivas hojas de seguridad, en las que se suelen incluir asuntos ambientales que pueden ayudar en la se-
lección y diseño de la planta de tratamiento.
¿Cuánto produce?
Es decir cantidades producidas de cada producto.
¿Cómo produce?
Se deben incluir todas las técnicas, métodos, operaciones unitarias y procesos en cuestión. Suele ser
muy conveniente contar con los respectivos diagramas de flujo lo más detallados posible, a los que habrá
que agregar las entradas de energía, de otros insumos, además de las materias primas, y mano de obra, y
las salidas de residuos materiales y de energía, mano de obra, en ese caso ociosa, y de subproductos.
En la figura 2 hemos tratado de representar el esquema genérico de un posible diagrama de procesos,
observemos que los procesos no sólo se pueden relacionar secuencialmente, uno tras otro, en lo que podr-
íamos llamar una línea de procesos, sino en paralelo, dos o más líneas de procesos se desarrollan en para-
lelo y, en un momento dado, los productos de ambas se reúnen en otra línea de procesos para concluir en
el producto terminado, como tratamos de representar en la figura 3, en la que hemos omitido detalles, al-
gunos importantes, incluidos en la figura 2.
¿Con quién produce?
Es decir la mano de obra que emplea, discriminada por turnos de trabajo y categorías, sobre todo en
función de su capacidad técnica, ya que no es lo mismo p. ej. personal analfabeto y de gran fuerza física
que un graduado universitario, que en general carece de ella; debe destacarse que muchas veces es más
responsable y abocado a su trabajo el analfabeto o el poco letrado que el titulado con altos grados acadé-
micos.
Muy relacionado con este tema de la capacidad del personal está el de los modos de trabajar, la delica-
deza en el trato de equipos, p. ej. no se le puede exigir movimientos delicados a una persona cuya activi-
dad diaria es cargar, a pala, una trituradora de piedras, a la inversa, será difícil que personal de un labora-
torio de control químico pueda mover cargas pesadas; también influirá en el grado de concentración men-
tal y su duración exigible en cada caso.
¿Cuándo produce?
Si bien generalmente la jornada laboral es de ocho horas, p. ej. de siete a quince, o similar, de lunes a
viernes, en muchos casos se trabajan dos o tres turnos diarios, es decir no se para de trabajar durante la
noche, incluso se llega a trabajar sábados y feriados, cuando procesos continuos así lo exigen, p. ej. en es-
tablecimientos siderúrgicos con altos hornos, industrias de la cerámica con grandes hornos túnel, grandes
centrales de generación eléctrica, etc.
4. Pasos previos al diseño...

Figura 2. Diagrama de procesos hipotético, de una sola línea.

Debemos anotar que generalmente se trabaja de manera diferente en los turnos nocturnos que en los
diurnos, en los cuales suelen ser mayores los controles, la presencia de personal de apoyo, etc. Mucho de-
penderá de la capacidad y responsabilidad de las personas. Algo similar ocurre con los fines de semana y
feriados con respecto a los días laborables.
Entonces los caudales y la calidad de los efluentes industriales estarán asociados al trabajo en el esta-
blecimiento del que se trate. P. ej. si una fábrica trabaja un solo turno por día el caudal principal tendrá
lugar durante el mismo, tal vez con picos en los momentos de lavado de materias primas, materiales en
elaboración o elaborados, recipientes, tuberías, etc., muchas veces asociados al comienzo o final de la
jornada laboral, a los que habrá que agregar los provenientes de baños y duchas, incluso los efluentes
pueden limitarse casi exclusivamente a éstos últimos, p. ej. pensemos en un taller de reparación de vehí-
culos o en un taller de tornería.
Pero si el establecimiento trabaja tres turnos diarios la afluencia de líquidos a la planta de tratamiento
será más o menos continua, aunque variable, a lo largo del día.
Otro tanto ocurre con la distribución a lo largo de la semana y del año. Así, como dijimos, hay estable-
cimientos que cesan sus actividades los fines de semana y días festivos, otros no lo hacen o a lo sumo redu-
cen ciertas actividades mientras otras son de funcionamiento continuo, p. ej. las grandes usinas eléctricas,
las empresas siderúrgicas dotadas de altos hornos, las empresas que fabrican materiales cerámicos con hor-
nos túneles, o las fábricas de cemento, los tambos, etc. que trabajan continuamente durante todo el año.
El otro extremo está representado por actividades netamente estacionales, en general asociadas a la
producción frutihortícola, la caña de azúcar y similares. Así p. ej. un establecimiento que procesa local-
mente tomates sólo estará activo durante la temporada de cosecha de los mismos en la zona de influencia,
 Pasos previos al diseño...5.

algo similar ocurre con los ingenios azucareros, asociados en su caso con la zafra, etc. De alguna manera
tratamos de representar en la fig. 4 curvas hipotéticas de caudales y unas características genéricas de cali-
dad en función del tiempo. Debemos agregar que las características A y B corresponden al efluente cuya
variación horaria se representa, y las C y D al que tiene dibujada la variación diaria.

Figura 3. Diagrama de procesos hipotético, de dos líneas.

Nótese que las variaciones de las características de calidad de un efluente dado no están necesariamen-
te relacionadas unas con otras, p. ej. la característica C podría ser el p H de un efluente y D su temperatura.
Además la variación se puede producir de hora en hora o bien bruscamente en algún momento dado, p. ej.
cuando se vierte el líquido de enjuague acumulado en una pileta durante toda la semana. Las variaciones
de las características de calidad pueden estar vinculadas con las del caudal o no; p. ej. si el líquido acumu-
lado en la pileta recién mencionada es ácido y la característica que llamamos C es el pH, ésta bajará brus-
camente en el momento del vertido, en cambio otra característica puede permanecer más o menos sin
cambios, como p. ej. la temperatura, tal como tratamos de representar con la característica D. Estas curvas
son propias de cada establecimiento, de sus horarios, formas de trabajar, etc., e incluso en un mismo esta-
blecimiento pueden variar de una época del año a otra, ante el cambio de los productos, etc.
La distribución temporal de los efluentes influirá en el tipo de planta de tratamiento a instalar, p ej. si
el flujo es intermitente, como en las industrias estacionales o las poblaciones con gran actividad turística,
habrá que preguntarse si la operación de la planta admite largos momentos de parada, si su posterior pues-
ta en marcha es complicada o sencilla, cuánto tiempo demanda, no es cosa que ponerla en marcha requie-
ra un mes y la actividad del establecimiento sea sólo de dos meses al año o bien los turistas afluyen a la
población durante uno o dos meses y algunos fines de semana, etc.
Pero también incidirá sobre su operación, no es lo mismo una pequeña planta para tratamiento quími-
co, que se para y arranca a voluntad, p. ej. al final de una jornada laboral para tratar los efluentes recogi-
dos durante la misma, que una gran planta de tratamiento biológico mediante barros activados, de opera-
ción continua.
6. Pasos previos al diseño...

Fig. 4 curvas hipotéticas de caudales y unas características genéricas de calidad en función del tiempo.
Las posibilidades para ejecutar tareas de mantenimiento de la planta de tratamiento estarán asociadas
muchas veces al tiempo disponible y, por ende, también al régimen temporal de los efluentes, así si un es-
tablecimiento produce efluentes durante ocho horas diarias el mantenimiento puede hacerse durante las
dieciséis restantes, de igual manera, si trabaja tres turnos por día pero no lo fines de semana, el manteni-
miento puede hacerse durante los mismos, pero si genera efluentes continuamente las cosas se complican
y, p. ej., habrá que pensar en duplicar aquellos equipos fundamentales, de manera de poder continuar ope-
rando con unos mientras se mantienen los otros.
Conviene agregar que mientras en algunos establecimientos o procesos el vertido varía en calidad y
cantidad durante la jornada de trabajo, pero no varía significativamente de un día a otro, en otros hay
grandes variaciones en determinados días, p. ej. en las galvanoplastías se puede emplear enjuagues dis-
continuos, pasando las piezas de un recipiente de enjuague al siguiente que contiene agua más limpia, así
hasta la limpieza deseada; se prueba que de esta forma se reduce mucho el caudal de efluentes, pero en un
determinado día se vierte el contenido del recipiente con agua de enjuague ya saturada, muy contaminada,
por lo que en ese día habrá un pico de caudal y de carga contaminante que, de alguna forma habrá que
manejar, p. ej. tratándolo expresamente en una planta de tratamiento también discontinua o bien acumu-
lando el efluente en un tanque a propósito e irlo descargando uniformemente a lo largo del tiempo en una
planta de tratamiento de régimen continuo, [2].
¿Con qué produce?
Debemos distinguir aquí entre las máquinas y equipos usados y las materias primas y otros insumos
consumidos para la producción, limpieza de equipos y locales, etc.
Con respecto a las máquinas y equipos habrá de buscarse la mayor información posible, descripción,
marca, modelo, edad, estado de conservación, además de lo que ya tratamos arriba con respecto al régi-
men de los vertidos.
Debemos anotar que las emisiones de una máquina nueva pueden ser muy diferentes de las de otra, in-
cluso de la misma marca y modelo, pero que tiene varios años.
En todos los casos conviene contar con las hojas de seguridad de todos los productos. Muchas veces
substancias de uso circunstancial pueden traer serios problemas en la operación de una planta de trata-
miento, p. ej. un producto para limpieza de máquinas que se usa muy de vez en cuando pero que tiene
propiedades biocidas muy marcadas puede afectar muy gravemente un tratamiento biológico.
 Pasos previos al diseño...7.

Recolección de la información.
Para lograr lo anterior conviene buscar toda la información posible sobre el establecimiento industrial:
1º) ubicación geográfica, indicando claramente cómo es el entorno, sus características naturales (topo-
grafía, clima, hidrología, fauna, flora, grado de transformación por el hombre, etc.), puede ser muy
conveniente verter toda la información en mapas,
2º) cuerpos de agua receptores de los efluentes líquidos del establecimiento,
3º) disposiciones legales a cumplir, no olvidemos que en nuestro país éstas son locales, amén de las
que puedan fijar, en ciertos casos, la Nación o la Provincia que corresponda,
4º) plano detallado del establecimiento, con especial indicación e identificación de los puntos de des-
carga de efluentes,
5º) descripción del establecimiento indicando productos, materias primas, insumos, fuentes de provi-
sión de energía, personal ocupado, horarios, etc. Todo debidamente cuantificado.
6º) diagramas en bloques de los procesos productivos, en los que incluirán no sólo los procesos y pro-
ductos principales sino también los aparentemente accesorios, como los productos empleados en el
lavado de pisos, etc.
7º) ficha técnicas de todos los materiales empleados en el establecimiento y
8º) toda otra que se considere de interés: antecedentes sobre manejo de efluentes en ese establecimien-
to u otro similar, etc.
Presentación de la información recogida.
Una vez hecho este trabajo de recolección de información se la vuelca en diagramas de procesos y
descripciones lo más detalladas posibles.
Condiciones de operación a estudiar.
Este trabajo se hará para las condiciones normales y para las excepcionales.
P. ej. en el caso de plantas industriales se deberá hacerlo para la operación diaria normal, pero también
para la puesta en marcha inicial de la planta, proceso o equipo, en las que aparecen residuos inesperados,
fruto de la inexperiencia y ajustes necesarios y la parada final, luego de su vida útil, momento para el que
hay que prever qué hacer con la producción en proceso que queda luego de la detención del o de los equi-
pos y máquinas, con las mismas máquinas y equipos, p ej. cuál será su destino final, y con los edificios y
terrenos, p. ej. si deben ser tratados, cómo, qué efluentes resultarán del tratamiento, etc. También habrán
de tenerse en cuenta los efluentes y desechos contenidos en tanques, piletas y la misma planta de trata-
miento de efluentes.
Lo mismo para las paradas y puestas en marcha normales durante la vida útil del sistema, p. ej., y de-
pendiendo del régimen de trabajo, las paradas al final de la jornada laboral y la puesta en marcha al co-
mienzo de la siguiente, igualmente para los fines de semana o los períodos de vacaciones, o las necesarias
por razones de mantenimiento, cambio de producto o de método de trabajo, etc.
Habrá que estudiar qué sucedería en caso de accidentes y catástrofes, p. ej. inundaciones e incendios,
al respecto evaluar qué se hace con el agua de incendios, es decir la producida para extinguir las llamas,
¿se la puede verter junto y como se hace con los efluentes normales del establecimiento o se deben alma-
cenar y tratar especialmente antes de su vuelco?, o en el caso de inundaciones que afecten a la planta pro-
ductora o los almacenes ¿existen dentro de los mismos materiales que en contacto con el agua de la inun-
dación la contaminen? si es así ¿cómo se prevé evitar dicho contacto? p. ej. ¿se usan recipiente herméti-
cos o que en caso necesario que se pueden hacer herméticos ante la emergencia usando compuertas,
válvulas, etc. al efecto?
De nuevo se habrán de hacer los respectivos diagramas de flujo y descripciones detalladas para cada
caso.
Optimización de los procesos y racionalización de los modos de trabajar.
Finalizada esta etapa se deberán optimizar los procesos, racionalizar el uso de mano de obra, materia-
les y energía, etc., y, de esa forma, anular o minimizar los efluentes. Para ello conviene tener en cuenta las
siguientes etapas, [3]:
1º) tratar de no producir el residuo, incluso, llegado el caso debe optarse por no producir el producto
en sí mismo, según sean el peligro implícito en su elaboración o su toxicidad u otros efectos para el
ambiente laboral o general. Cuando determinados países optan por llevar las producciones muy
contaminantes a terceras naciones para, luego, importar los productos resultantes, no están hacien-
do otra cosa que eso, pero es una falta gravísima a la moral, no olvidemos que nuestra santa Reli-
gión nos pide no hacer al prójimo lo que no queremos que nos hagan a nosotros mismos, y un grave
8. Pasos previos al diseño...

delito, aunque las leyes no lo castiguen seguramente Dios, nuestro Señor, lo hará;
2º) una vez resuelta la producción habrá que minimizar la cantidad y peligrosidad de los residuos que
resulten de la misma. Para ello habrá que entrenar adecuadamente al personal y optimizar las
máquinas, equipos procesos y métodos de trabajo empleados, y seleccionarse adecuadamente las
materias primas y demás insumos;
3º) procurar el reciclado, dentro del mismo proceso productivo, o el reuso, en otros procesos producti-
vos propios o de terceros, de los residuos resultantes de la etapa anterior;
4º) aquellos residuos que hayan sorteado las etapas anteriores, es decir que se hayan producido en can-
tidades mínimas y no se los haya podido reciclar o reusar, deberán ser tratados o dispuestos en el
medio ambiente.
Entenderemos por tratamiento de un residuo su transformación tendiente a reducir su tamaño, p. ej. al
estrujar un papel antes de disponerlo en un tacho de basura buscamos compactarlo para facilitar su dispo-
sición, o su cantidad, p. ej. al adsorber un vapor orgánico contenido en un efluente gaseoso con regenera-
ción posterior del adsorbente podemos obtener una corriente de gases tratados, más o menos libre del va-
por en cuestión y un condensado del vapor que se puede reusar o bien, p. ej., quemar pero, en definitiva,
en este último caso estaríamos disponiendo en la atmósfera a los productos finales del tratamiento.
En cambio entenderemos por disposición final de un residuo su colocación más o menos definitiva en
el medio ambiente; acabamos de ver un caso en el que el medio de disposición final es la atmósfera, en
otros el medio receptor es el agua de un río o del mar, o los barros depositados en sus fondos, los residuos
sólidos se suelen disponer en la atmósfera, cuando se los incinera, aunque en este último caso siempre
quedan cenizas y escorias que habrá que disponer en los suelos, o bien directamente en los suelos, p. ej.
en basurales a cielo abierto y en rellenos sanitarios.
El último ejemplo nos sirve para observar que una disposición final puede ser aceptable para el am-
biente, como en el caso de los rellenos sanitarios bien construidos, operados y cerrados al final de su vida
útil, contemplando todos los controles necesarios, o muy negativa, como en los basurales a cielo abierto o
el vuelco de basura sin tratar en cuerpos de agua continentales o marinos.
Cumplidas todas estas etapas tendremos optimizado el sistema productivo desde el punto de vista am-
biental y habrá que hacer los nuevos diagramas de flujo y descripciones resultantes de dicha condición.
Observemos que de la optimización de los procesos y la racionalización de los modos de trabajar resulta:
1) se reduce mucho, incluso puede llegar a anularse, el consumo de materiales y de energía, resultan-
do en el consecuente ahorro de recursos naturales, siempre escasos y limitados,
2) se minimiza la generación de efluentes líquidos y gaseosos, con lo que se facilita su tratamiento y
se reduce la contaminación. Como los procesos para el tratamiento de efluentes, a su vez, consu-
men energía y materiales, y generan los desechos correspondientes, facilitar el tratamiento suele
implicar reducir tanto estos consumos como la generación de los desechos consecuentes,
3) se minimiza la generación de residuos sólidos, lo que conlleva, además de las ventajas indicadas
en el punto anterior, una reducción de la cantidad y, eventualmente, la peligrosidad de los residuos
sólidos resultantes finalmente luego de su tratamiento, lo que facilita su disposición final y reduce
los espacios necesarios para la misma, espacios siempre limitados y, muchas veces muy costosos,
4) todo lo dicho implica una reducción en los costos de producción, sea por el mejor uso de los insu-
mos, es decir con cantidades similares se obtienen más productos, sea por la reducción en los pro-
cesos necesarios de tratamiento y disposición final de residuos.
En la figura 5 hemos tratado de poner en evidencia cómo el tratamiento y disposición final implican
otros consumos y consecuentes gastos y costos que habrá que imputar a los productos. Hemos considera-
do que los residuos del tratamiento en sí no requieren tratamiento, en caso contrario habrá que interponer-
lo entre su generación, es decir el tratamiento de los residuos del proceso productivo, y la disposición final.
Para llevar a la práctica la optimización de los procesos y racionalización de los modos de trabajar
del establecimiento, desde el punto de vista de los líquidos residuales industriales, en primer lugar deberá
estudiarse detenidamente el proceso industrial, las materias primas e insumos, analizando el uso del agua
en cada parte del mismo, así como los efluentes que resultan, con el objeto de minimizar los efluentes y
reusar el agua y los otros materiales en todo lo posible. Para ello se deben mejorar o reemplazar procesos,
materiales o equipos, lográndose grandes ahorros en el uso del agua, con importantes reducciones en el
volumen de efluentes y mejora en su calidad, disminuyendo el consumo de materias primas, otros insu-
mos materiales y energía, economía general del proceso y reducción en el tamaño de la planta de trata-
miento de efluentes y de los consumos de la misma.
Son ejemplos típicos los proporcionados por las curtiembres, donde se puede llegar a reducir en 50
% el volumen de líquidos residuales vertidos, mejorando su calidad en proporción parecida, reusando ma-
 Pasos previos al diseño...9.

teriales como los sulfuros y el cromo, que son lo suficientemente costosos como para pagar en relativa-
mente poco tiempo los gastos de inversión y operación de la planta para su recuperación, sobre todo de
las sales de cromo; también se pueden llegar a separar proteínas y otros productos con valor importante de
reventa, [14].
Otro ejemplo interesante es el de las galvanoplastías, donde un adecuado manejo de los baños y los
enjuagues pueden lograr reducciones de hasta un 95% en el caudal de efluentes con recuperación intere-
sante de materias primas, como cromo, níquel, etc., [2].

Fig. 5.Tratamiento y disposición final de los residuos como parte de un proceso productivo.
Caracterización de efluentes, medición de caudales y extracción de muestras.
Una vez optimizado el sistema productivo desde el punto de vista ambiental, recién en ese momento
podemos pensar en el tratamiento de los efluentes líquidos, para ello deberemos conocer su cantidad y ca-
lidad, lo que se hace mediante lo que se conoce como la caracterización de los efluentes.
A esta altura debemos reconocer dos posibilidades: que estemos estudiando un proyecto, es decir no
existe en la realidad el proceso y, por lo tanto, tampoco el efluente, o que sea un proceso productivo en
operación, entonces tendremos un efluente real cuyas características deberemos conocer.
En el caso del proyecto podremos recurrir a:
1) si aún no ha pasado del papel habrá que apelar a la experiencia personal o de terceros, ésta última
reflejada en libros u otras publicaciones o en el conocimiento de asesores y expertos, cuya calidad y ver-
dadero conocimiento deberán ser cuidadosamente evaluados. También se puede recurrir, aunque es pre-
ferible no hacerlo, al uso de factores de emisión, que son valores numéricos experimentales que vinculan
alguna característica de un efluente con algún factor de la producción, p. ej. gramos de demanda bioquí-
mica de oxígeno por animal faenado en un matadero. Debemos remarcar que estos factores de emisión so-
lamente son orientativos, dependen muchísimo de la tecnología usada, manera de trabajar, etc. y pueden
variar mucho de un establecimiento a otro, por eso hemos dicho que es preferible no emplearlos para di-
seño de plantas o equipos de tratamiento. En todos los casos es conveniente tratar de confirmar los resul-
tados obtenidos mediante trabajos experimentales;
2) si ya pasó, el proceso productivo, a la etapa de ensayos de laboratorio o de planta piloto podremos
contar con un efluente, mínimo en el primer caso, algo mayor en el segundo, pero que nos permitirá tener
información más cierta sobre el efluente real esperado si el proyecto se concreta.
Si se trata de un establecimiento o un proceso en funcionamiento deberemos caracterizar el efluente
que produce, es decir medir su caudal, o sea aforar el líquido, y su calidad.
Para medir el caudal se suele disponer de una cámara de toma de muestras y aforo, la que cuenta con
un caudalímetro adecuado, por ejemplo un vertedero triangular o un medidor tipo Venturi, v. gr. una ca-
naleta Parshall y, además, algún sitio para acceder al efluente.
Como la calidad y el caudal de un efluente pueden ser muy variables en el tiempo, como ya dijimos,
algunos varían hora a hora, otros a lo largo de la semana, del mes o del año; p. ej. cuando se usan enjua-
gues discontinuos el recipiente del primer enjuague, es decir aquel en el que se introducen las piezas su-
cias, se vacía cuando el líquido está más o menos saturado, se busca que esto sea en los momentos que re-
10. Pasos previos al diseño...

sulten menos incómodos, sea al final de la jornada, sea al fin de la semana, consecuentemente en dichos
momentos se producirán picos de caudal y de calidad.
Para extraer las muestras se puede trabajar manualmente, recurriendo a recipientes unidos a la punta
de un palo, especie de cucharones de mango muy largo, [4], a baldes colgados de una cuerda, o bien ape-
lar a complejos aparatos automáticos, que, además, pueden medir variables tales como el pH , la tempera-
tura, etc.
Los lugares en los que se extraerán las muestras se deben elegir cuidadosamente, en el caso de plantas
de tratamiento se buscarán sitios con adecuada turbulencia que asegure una buena mezcla de los materia-
les en suspensión, si la corriente es lenta habrá que agitar el líquido previamente, para quitar los sedimen-
tos, una vez que la corriente arrastre el material removido se procederá a tomar la muestra, debe evitarse
arrastrar materiales adheridos a las paredes o fondo del conducto, espumar, etc., [4], [5], [6]. En el caso de
conducciones muy anchas se tomarán muestras en varios puntos de la sección transversal, si son profun-
das se tomarán aproximadamente en el tercio medio de la sección transversal, medido desde el fondo, [4].
La extracción de muestras en cuerpos de agua como ríos, arroyos o lagos es un problema complejo,
que escapa a nuestro objetivo actual y suele requerir técnicas y equipos especiales, según lo que se desea
evaluar.
Información importante a requerir al planificar la extracción de muestras.
Según el objetivo del trabajo una muestra se puede extraer de un río, un lago, una industria, etc.
Por lo tanto es fundamental establecer claramente el objetivo del trabajo, las variables a evaluar, los
momentos en los que se harán los muestreos, p. ej. no es lo mismo de día o de noche, entre otras cosas va-
riará la iluminación y puede requerírsela artificial, en días laborables o no, con lo que cambia el apoyo ex-
terno esperable, la duración de las tareas, los problemas de seguridad en el trabajo, p. ej. si para acceder a
la zona de extracción se debe contar con arnés de seguridad, chalecos salvavidas, protección respiratoria,
etc. Además según el Sr. Don Martín Re, Sr. Alumno de Introducción a la Ingeniería Ambiental en el
primer cuatrimestre de 2015, hay que contemplar si en los territorios a atravesar con las muestras está re-
gulado el tránsito de las substancias presentes en las mismas.
Antes de realizar los trabajos se los debe planificar con cuidado y según el Sr. Don Bruno Doeyo, Sr.
Alumno de Introducción a la Ingeniería Ambiental en el segundo cuatrimestre de 2015,.
Por triste experiencia personal recomendamos que al planificar los trabajos de muestreo y antes de ir a
extraer las muestras se tenga en cuenta la posibilidad de accidentes. Por ello es fundamental prever qué
hacer en el caso que estos ocurran: medidas inmediatas a tomar, primeros auxilios, formas de evacuación,
personal médico y ambulancias, hospitales o salas de primeros auxilios disponibles en la zona, etc. Por lo
que será conveniente recabar la información pertinente con personal médico y en el sitio en donde se sa-
cará la muestra
Además, al planificar los trabajos de muestreo no se debe olvidar que el personal que lo llevará ade-
lante debe disponer del tiempo y lugar necesario para comer, ir al baño, etc.
También antes de proceder a la extracción se debe averiguar con el personal del laboratorio que hará los
análisis:
1) cantidad de muestra necesaria, medida en volumen o en peso, según corresponda,
2) condiciones de manipulación y almacenamiento, p. ej. cómo actuar si el líquido se presume corrosi-
vo o irritante, o cómo conservarlo si su calidad varía con el tiempo, esto es muy importante para
ensayos como el de la demanda bioquímica de oxígeno y se van a extraer muestras durante varias
horas, el líquido extraído deberá conservarse en un recipiente refrigerado, pero sin congelarse, para
reducir al máximo la acción microbiana que consumiría parte de la materia orgánica y variaría los
resultados finales, esto puede lograrse conservando los frascos con las muestras sumergidos en una
mezcla de hielo con aserrín, no con sal pues se congelaría, [5], [6], ciertas determinaciones requie-
ren técnicas especiales de conservación de la muestra, [4], [6],
3) plazo máximo entre la extracción de la muestra y su entrega en el laboratorio, para evitar el deterio-
ro de la misma, nuevamente es muy importante p. ej. en el caso de la demanda bioquímica de oxí-
geno; en el ANEXO 2 hemos incluido dos tablas sacadas de la bibliografía indicando las técnicas y
los tiempos de conservación, [16] y [17].
4) momentos de recepción de la muestra por el laboratorio, p. ej. normalmente no se reciben en días de
fiesta ni los fines de semana ni cuando las condiciones de ensayo requieran personal en esos días,
recordemos nuevamente a la demanda bioquímica de oxígeno, el ensayo requiere medir la concen-
tración de oxígeno inicial y a los cinco días, por ende, normalmente, no se reciben muestras si el
primero o el quinto día caen en fin de semana o día no laborable,
 Pasos previos al diseño...11.

5) a partir de lo dicho en los dos puntos anteriores se calculará el momento para extraer la muestra, no
olvidando el objetivo de la misma y las condiciones de trabajo del sistema muestreado; p. ej. si se
desea conocer la calidad del efluente o el valor de un determinado parámetro durante los fines de
semana no habrá más remedio que muestrear en dichos días y acondicionar adecuadamente el
líquido, o bien acordar con el laboratorio la recepción en momentos extraordinarios.
Por otra parte, en el momento de extraer las muestras hay que cuidar que las botellas que las con-
tendrán y sus tapones estén limpios, se los lavará previamente de manera adecuada y se los puede enjua-
gar con el mismo líquido muestreado, al tapar las botellas deben quedar completamente llenas de líquido,
es decir sin cámara de aire.
Para identificar las botellas se colgará de su cuello una chapita identificadora, [5], [6].
Se pueden extraer varios tipos de muestras, los principales son: muestras aisladas o instantáneas,
muestras compensadas, muestras compuestas y muestras correspondientes; resaltemos que la nomenclatu-
ra puede variar con los diferentes autores.
Muestras aisladas o instantáneas.
Una muestra aislada o instantánea es una muestra única que se extrae en un momento dado. Se recoge
un volumen adecuado de líquido que se envía al laboratorio, simultáneamente se miden el caudal que está
circulando y variables tales como la temperatura, el pH , el oxígeno disuelto, el color, [6],y otras que
cambian significativamente al transportar el líquido hasta el laboratorio, salvo que el mismo esté ubicado
muy cerca del sitio en el que se toma la muestra. Conviene anotar en la libreta de campo, además de la
hora y el día, quién sacó la muestra, variables que pueden condicionar la calidad del líquido, como ser es-
tado del tiempo, procesos que tienen lugar en ese momento en el origen del líquido, etc., e identificar cla-
ramente el lugar en donde se extrajo el líquido y hacer un croquis del mismo, si es necesario para su co-
rrecta ubicación.
Usos posibles de las muestras aisladas:
1) determinar la calidad de un efluente en un momento dado, p. ej. asociada a caudales máximos o
mínimos; vertido de productos tóxicos, etc.
2) trazar la curva de variación de una característica dada a lo largo del tiempo, para ello se deben to-
mar muestras cada un determinado lapso de tiempo, p. ej. cada media hora, analizarlas por separa-
do, pudiendo graficarse los resultados, p. ejemplo Demanda Bioquímica de Oxígeno en función del
tiempo, cuanto más corto el lapso entre las extracciones de las muestras mayor detalle tendrá la
curva pero el número de análisis a realizar será mayor y, con ello, el costo;
3) determinar la calidad de un vuelco determinado, p. ej. resultante de la descarga de un proceso, una
máquina o equipo determinado, entonces, en el momento de la descarga, se extrae la muestra del
efluente;
4) para determinar oxígeno disuelto y otros parámetros que requieren su análisis inmediato debido a su
inestabilidad, [4] ;
5) para controlar la operación de procesos de tratamiento,
6) normalmente son las muestras usadas por los entes oficiales de control para determinar si la des-
carga de un establecimiento cumple con las normas establecidas al respecto.
Muestras compensadas.
Para obtener una muestra compensada en función del caudal se debe:
a) elegir un tiempo total de muestreo, p. ej. un turno de trabajo, las veinticuatro hora de un día o lo que
corresponda según el objetivo asignado al muestreo;
b) dividir ese tiempo total en intervalos, p. ej. de veinte minutos, cuanto más breves estos intervalos
más se acercará el resultado al promedio real de calidad pero más complejo se hará el trabajo.
Según el tipo de proceso se eligen tanto el tiempo total de muestreo como la duración de los interva-
los, p. ej. en procesos más o menos continuos se pueden tomar muestras cada hora durante 8, 12 ó 24
horas, pero si son muy fluctuantes el tiempo total será de 1 ó 2 horas y los intervalos entre muestras co-
rrespondientemente más breves; para calcular la carga orgánica para el diseño de procesos biológicos se
pueden tomar muestras para determinación de la demanda bioquímica de oxígeno que sean compensadas
durante 8 horas o menos si la permanencia hidráulica en los reactores es corta, pero puede ser durante 24
horas para el caso de lagunas aeradas de mezcla completa; para determinar el agregado de nutrientes mi-
nerales, en particular nitrógeno y fósforo, a procesos biológicos pueden alcanzar muestras compensadas
durante 24 horas, en el otro extremo normalmente el pH suele requerir muestras aisladas pues al compen-
sar resultaría un valor promedio ponderado que ocultaría valores extremos, algo similar ocurre si existen
posibles descargas de productos tóxicos a un proceso biológico, se requiere un control continuo, [18] ;
12. Pasos previos al diseño...

Si como ejemplo tomamos un tiempo total de muestreo, t m, de 8 horas dividido en intervalos, t, de 20

minutos cada uno, es decir tm = 8 h y t = 20 minutos, si se comienza a muestrear a las 7 de la mañana los
momentos de extracción de muestras serán: ti = t0 +i t, con i = 0, 1, 2..., entonces t0 = 7 de la mañana, t1 = 7
y 20, t2 = 7 y 40, t3 =8, etc. hasta el momento tf final del tiempo de muestreo, en el ejemplo tf = 7 + 8 = 15,
es decir a las 15 tomaremos la última muestra.
Los intervalos t deben ser lo suficientemente largos como para permitir llegar al punto de muestreo,
sobre todo si se muestrea más de un sitio a la vez o si el lugar de disposición de la muestra extraída está
alejado del sitio de extracción. También debe considerarse, como ya dijimos, el tiempo mínimo para cu-
brir las necesidades fisiológicas del personal, sobre todo si éste se reduce a una sola persona.
c) En cada momento ti se mide el caudal Qi promedio en el período t correspondiente o bien, si no
es posible hacerlo, el caudal instantáneo en el momento t i de extracción de la muestra y se procede
de una de dos maneras posibles:
I) se recoge un volumen Vi proporcional a dicho caudal y se vierte en un recipiente de capacidad
suficiente para acumular el total muestreado, Vtotal , en el tiempo total de muestreo, es decir
Vi = f (Qi) y Vtotal = V0 + V1 + V2 +...+ Vf
II) o bien se recogen siempre volúmenes Vi iguales que se conservan refrigerados y perfectamente
identificados, y al concluir la extracción de las muestras se toman de cada Vi una parte pro-
porcional al caudal que escurría en el momento de la extracción correspondiente, es decir t i ,
y se la vierte en el recipiente de acumulación del que se extrae la muestra a analizar [5].
En cualquier caso los Vi nunca deben ser inferiores de 250 ml, [5].
d) Finalizada la extracción de las muestras se agita fuertemente el líquido contenido en el recipiente
que tiene el total muestreado y se extrae un volumen del mismo que se envía al laboratorio para su
análisis. Recordemos que si se va a determinar p. ej. la demanda bioquímica del líquidos dicho re-
cipiente debe ser refrigerado.
Este tipo de muestras informa el promedio ponderado en función del caudal y se suele usar para:
1) diseño de plantas de tratamiento que dispondrán de tanque de compensación; da una idea de la cali-
dad del líquido a la salida del mismo, en ese caso el tiempo total muestreado y el de permanencia
en el tanque de compensación deberían ser similares;
2) para determinados parámetros da una idea sobre la carga vertida en promedio al cuerpo receptor, en
particular si éste es un cuerpo léntico, p. ej. un lago o una laguna.
Muestras compuestas.
Similares a las compensadas que acabamos de tratar, pero con una diferencia notable, todos los volú-
menes parciales Vi son iguales, independientemente del caudal Qi que escurra en ese momento.
Es decir, se forman acumulando sucesivas muestras aisladas de igual volumen, extraídas a intervalos
regulares de tiempo durante un período prefijado, [6].
Este tipo de muestras se extrae cuando no se puede conocer el caudal, [5]. En general resultan poco
representativas, salvo que el caudal del efluente sea aproximadamente constante.
Muestras correspondientes.
Son aquellas vinculadas entre sí por el tiempo de permanencia del líquido, [6], en un proceso o en toda
la planta. Es decir de manera tal que las distintas muestras correspondan a un mismo líquido, [5].
Por ejemplo si queremos medir la eficiencia de remoción de un contaminante cualquiera en un proceso
dado, cuyo equipo consiste en una pileta donde el líquido permanece t = 3 horas, el líquido que entra al
mismo en un momento dado, tE , con una calidad determinada, saldrá de la pileta recién a las tres horas,
entonces se tomará una muestra del líquido entrante en el momento t 0 y otra muestra en el líquido salien-
te 3 horas más tarde, o sea en el momento tS = tE + t .
La eficiencia de remoción vendrá dada por Ef = R / E, según la figura 6.

Fig. 6. Concepto de eficiencia de remoción de un proceso de tratamiento.

 Pasos previos al diseño...13.

De acuerdo con el Sr. Prof. Ing. Don Luis A. de Tullio, [15], la idea de desfasar temporalmente la ex-
tracción de las muestras en un tiempo igual al de retención o permanencia hidráulica es teóricamente co-
rrecta en el caso de flujo pistón; pero en el caso de mezcla completa, mientras una porción de agua puede
tener una permanencia virtualmente nula en el reactor, es decir prácticamente entra y sale inmediatamente
del mismo, otra porción, al azar, puede tener una permanencia teóricamente infinita, entonces considerar
una permanencia promedio igual a la permanencia hidráulica no sería totalmente erróneo. No obstante,
además y sobre todo en el caso de efluentes industriales, la variación de la calidad de los líquidos entran-
tes al reactor puede ser muy grande, casi instantánea y continua, entonces es prácticamente imposible de-
terminar el desfasaje entre la extracción de la muestra del líquido que entra y el que sale, por lo tanto, en
Obras Sanitarias de la Nación, les hacían extraer muestras compensadas durante un tiempo largo, p. ej.
durante varias horas hasta un turno de trabajo, tanto de la entrada como de la salida para luego calcular
una eficiencia “promedio” del proceso.
Selección de un método de tratamiento de efluentes.
Caracterizado de alguna manera el efluente debemos seleccionar un método para tratarlo, para ello re-
curriremos a la experiencia propia o a la de terceros, que pueden ser la bibliografía, que en rigor de ver-
dad no es más que la experiencia de otros puesta por escrito, o asesores externos; al respecto debemos
tomar todos los recaudos posibles para asegurarnos de su verdadera idoneidad y experiencia, demostra-
das, por ejemplo, por la calidad y cantidad de plantas de tratamiento que hayan proyectado, y fueron
construidas y operadas con buen éxito.
No debemos olvidar que haber diseñado, calculado y construido muchas plantas de tratamiento no sig-
nifica que éstas funcionaron bien o eran la mejor solución para un problema dado. P. ej. , como veremos
oportunamente, para la remoción de substancias biotransformables, fundamentalmente materia orgánica,
se puede recurrir a lagunas de estabilización, que son sencillas, de operación relativamente simple, con un
consumo mínimo o nulo de energía electromecánica y muy buen rendimiento para la remoción de micro-
organismos patógenos, lo que puede eximir del uso de desinfectantes para el efluente tratado, pero requie-
ren extensiones grandes de terreno; o se pueden usar sistemas de barros activados, que precisan relativa-
mente muy poco espacio, pero su complejidad es mucho mayor, su equipamiento electromecánico es
grande, teniendo un consumo elevado e imprescindible de energía electromecánica, su operación es mu-
cho más compleja, necesitando vigilancia continua, uso imprescindible de desinfectantes para asegurar la
remoción de microorganismos patógenos, etc. Por ello las lagunas de estabilización se recomiendan cuan-
do se dispone de terrenos amplios y baratos, en cambio los sistemas de barros activados cuando los terre-
nos son caros y escasos pero hay un suministro seguro y suficiente de energía eléctrica.
No obstante no resulta extraño encontrarse con propuestas de sistemas de barros activados para ambien-
tes rurales o similares, simplemente porque las empresas que venden equipamiento electromecánico y cons-
trucciones de hormigón armado, poco tienen que suministrar para un sistema de lagunas, pero no quieren
perder la venta y pierden su buen nombre y la estima del comprador. Esas propuestas hablan muy mal de la
capacidad técnica, si no de la honestidad de los que las hacen. Nunca se debe olvidar que el objetivo de una
empresa humana es proporcionar un bien o un servicio al que lo precise, no ganar dinero por el dinero mis-
mo; que haya que ganar dinero para pagar jornales, suministros, impuestos, etc., está bien y es lógico, pero
ganarlo por ganarlo no es bueno. Si hay una solución mejor para un problema que la que podemos suminis-
trar nosotros, simplemente debemos aconsejar al cliente que la adopte, lo contrario es inmoral.
Normalmente de este primer paso resultan varias alternativas posibles; teniendo en cuenta cuestiones
locales y operativas, p. ej. lugar necesario y disponible, requerimientos de personal, de energía eléctrica y
de reactivos químicos, residuos resultantes del tratamiento y su manejo, temperatura que debe tener el
efluente a tratar, etc.; seleccionaremos una o dos, rara vez más, de entre esas alternativas y mediante en-
sayos a escala laboratorio determinaremos su viabilidad real y algunos parámetros de diseño, p. ej. con-
sumo de reactivos químicos, calidad del efluente tratado, etc.
En base a los resultados de los ensayos a escala laboratorio determinaremos una alternativa que parece
óptima y pasaremos a ensayos en escala de planta piloto para ajustar los valores de los parámetros cálculo
y diseño, diseñamos y calculamos las planta, se la construye, opera y verifica el cumplimiento de los ob-
jetivos propuestos, si las cosas van bien, con la ayuda de Dios nuestro Señor, habremos tenido buen éxito,
en caso contrario, a no desanimarse y hacer los ajustes y cambios necesarios hasta alcanzar lo esperado.
Bs. As., 11 IX 2.012 / 8 V 2016, festividad de la Ascensión del Señor y de la Virgencita de Luján.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María y a mis padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
14. Pasos previos al diseño...

ANEXO 1
Del total de agua llovida sobre un bosque un 20 ó 30 % es interceptada por el follaje, el restante 70 %
llega hasta el suelo, de esto un 50 % es retenido por la capa de hojarasca y de este 50 % un 20 % evapora
y un 30 % escurre, el otro 50 % que llegó al suelo percola, de éstos 20 % es tomado por las raíces y trans-
pirado y 30 % va a las aguas subterráneas. Por lo tanto lo que escurre es un 30 % del 70 %, es decir un 21 %
del total llovido. En un suelo desnudo puede escurrir entre un 80 y un 85 %, en praderas un 40 %, [7]. Lo
que hemos tratado de representar en la figura 7, [7].
Nace así el concepto del coeficiente de escorrentía, , como el cociente entre la cantidad de agua que
escurre y la cantidad de agua llovida y depende de la cubierta que tenga el suelo, como lo reflejan los va-
lores dados en la tabla 1, [8].
Construcción existente
0,7 á 0,9 construcción muy densa
0,5 á 0,7 construcción densa
0,3 á 0,5 construcción abierta
0,2 á 0,3 zonas periféricas con jardines
0,1 á 0,2 terrenos sin construcciones (deportivos)
0,0 á 0,1 parques
Tabla 1. Valores del coeficiente de escorrentía según la construcción existente en una zona, [8].

Fig.7. Destinos del agua llovida sobre un bosque, [7].

Si de una zona de superficie F se conocen los tipos de cubiertas (tejados, calles y jardines) con coefi-
cientes de escorrentía i y sus superficies parciales, Fi , se puede calcular un coeficiente medio de esco-
rrentía de la superficie F como:
i Fi
Fi
con los valores de según la tabla 2, [8]
0,95 tejados metálicos y de pizarra
0,5 á 0,7 tejados planos
0,85 á 0,90 calles asfaltadas o de hormigón
0,15 á 0,30 camino de grava
0 .a 0,1 parques y jardines
Tabla 2. Coeficientes de escorrentía en función de la cubierta del suelo, [8].
Todo esto se refleja en la siguiente tabla 3, valores según [9] y [10] y el gráfico de la figura 8.
 Pasos previos al diseño...15.

Fig. 8 Diagrama de los posibles desti-

nos del agua llovida sobre un terreno.

porciento de superficie impermeable

destino del agua llovida cubierta natural 10 a 20 % 35 a 50 % 75 a 100 %
evapotranspiración 40 38 35 30
escorrentía 10 20 30 55
infiltración superficial 25 21 20 10
infiltración profunda 25 21 15 5
Tabla 3. Destinos del agua llovida en función del porciento de superficie impermeable, [9] y [10].
ANEXO 2
Agencia de Protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Methods for Chemical Analy-
sis of Water and Wastes. EPA-600j4-79-020. Cincinnati, Ohio. 1983.
Recomendación para el muestreo y la preservación de muestras de acuerdo con la medición.
Medición Vol. reque- Recipiente (2) Preservación (3,4) Tiempo de conser-
rido [ml] vación (5)
100 Propiedades físicas
Color 50 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
Conductancia 100 P,V Refrigerar, 4ºC 28 días
Dureza 100 P,V HNO3 á pH<2 6 meses
Olor 200 sólo V Refrigerar, 4ºC 24 horas
pH 25 P,V Ningún requisito analizar
inmediatamente
Residuo filtrable 100 P,V Refrigerar, 4ºC 7 días
Residuo no filtrable 100 P,V Refrigerar, 4ºC 7 días
Residuo total 100 P,V Refrigerar, 4ºC 7 días
Residuo volátil 100 P,V Refrigerar, 4ºC 7 días
Materia sedimentable 1000 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
Temperatura 1000 P,V Ningún requisito analizar
inmediatamente
Turbiedad 100 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
200 Metales
Disueltos 200 P,V Filtrar en el sitio, HNO3 a pH<2 6 meses
Suspendidos 200 Filtrar en el sitio 6 meses (8)
Total 100 P,V HNO3 a pH<2 6 meses
Cromo (VI) 200 P,V Refrigerar, 4ºC 24 horas
Mercurio disuelto 100 P,V Filtrar en el sitio, HNO3 a pH<2 28 días
Mercurio total 100 P,V HNO3 a pH<2 28 días
300 Subst. inorgáni-
cas no metálicas
Acidez 100 P,V Refrigerar, 4ºC 14 días
Alcalinidad 100 P,V Refrigerar, 4ºC 14 días
Bromuro 100 P,V Ningún requisito 28 días
Cloruro 50 P,V Ningún requisito 28 días
Cloro 200 P,V Ningún requisito analizar
inmediatamente
Cianuros 500 P,V Refrigerar, 4ºC, NaOH hasta 14 días (7)
pH >12. O, 6g ácido ascórbico
16. Pasos previos al diseño...

Fluoruros 300 P,V Ningún requisito 28 días

Ioduros 100 P,V Refrigerar, 4ºC 24 horas
Nitrógeno:
amoníaco 400 P,V Refrigerar, 4ºC. H2SO4 a pH<2 28 días
Kjeldahl, total 500 P,V Refrigerar, 4ºC. H2SO4 a pH<2 28 días
Nitrato + nitrito 100 P,V Refrigerar, 4ºC 28 días
H2SO4 a pH<2
Nitrato (9) 100 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
Nitrito 50 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
Oxígeno disuelto:
sonda 300 Botella y tapón Ningún requisito Analizar inmediata-
de vidrio mente
Winkler 300 Botella y tapón Fijar en el sitio y guardar a 8 horas
de vidrio obsuras
Fósforo
Ortofosfato disuelto 50 P,V Filtrar en el sitio Refrigerar, 48 horas
4ºC
Hidrolizable 50 P,V Refrigerar, 4ºC.H2SO4 a pH<2 28 días
Total 50 P,V Refrigerar, 4ºC 28 días
H2SO4 a pH<2
Total disuelto 50 P,V Filtrar en el sitio H2SO4 a pH<2 24 horas
Sílice 50 sólo P. Refrigerar, 4ºC 28 días
Sulfato 50 P,V Refrigerar, 4ºC 28 días
Sulfuro 500 P,V Refrigerar, 4ºC. Añadir 2 ml de 7 días
acetato de zinc más NaOH á pH >9
Sulfito 50 P,V Ningún requisito Analizar inmediata-
mente
400 Materia orgánica
D.B.O. 1000 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
D.Q.O. 50 P,V. Refrigerar, 4ºC; H2SO4 a pH<2 28 días
Aceites y grasa 1000 Sólo vidrio Refrigerar, 4ºC; H2SO4 a pH<2 28 días
Carbono orgánico 25 P,V Refrigerar, 4ºC. 28 días
H2SO4 ó HCla pH<2
Fenólicas 500 Sólo vidrio Refrigerar, 4ºC; H2SO4 a pH<2 28 días
MBAS 250 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
NTA 50 P,V Refrigerar, 4ºC 48 horas
MBAS ó Substancias activas al azul de metileno (Methylene Blue Active Substances, MBAS por sus si-
glas en inglés) son materiales tensioactivos, como alquil sulfonatos lineales, alquil sulfonatos
bencénicos y otros isómeros de los mismos.
NTA hace referencia a la sal trisódica del ácido nitriloacético, N(CH2COONa)3
1.instrucciones más específicas sobre la preservación de las muestras se encuentran en cada procedimien-
to según se los detalla en este manual. Una discusión geneal sobre el muestreo de aguas y aguas residua-
les industriales puede encontrarse en ASTM, parte 31, 72-82 (1976), método D-3370.
2 Plástico (P) o vidrio (V). Para metales se prefiere polietileno con tapón de polipropileno (no recubri-
miento)
3 La preservación de la muestra debe hacerse inmediatamente después de su recolección. Para muestras
compuestas cada alícuota debería ser preservada en el momento de su recolección. Cuando se usa un
muestreador automático es imposible preservar cada alícuota, entonces se debe preservar la muestra man-
teniéndola a 4ºC hasta que la extracción y composición de la muestra se haya completado.
4 Cuando la muestra haya de ser enviada por correo hay que cumplir las normas correspondientes al envío
de substancias peligrosas, p. ej. en los Estados Unidos de Norte América con las descriptas en 49 CFR
Parte 172. El personal que envía el material es el responsable del cumplimiento de la misma.
5 Las muestras deberían ser analizadas tan pronto como sea posible luego de su recolección. Los tiempos
indicados en la tabla son los máximos durante los cuales pueden mantenerse la muestras antes de ser ana-
lizadas y que aún se las considere válidas. Las muestras pueden ser mantenidas por tiempos más largos
 Pasos previos al diseño...17.

sólo si el permisionario o el laboratorio de control tiene archivados datos que muestren que esos tipos es-
pecíficos de muestra en estudio son estables durante tiempos más prolongados, y han recibido una varian-
cia del Administrador Regional (nota del trad.: parece referirse a una autorización especial). Algunas
muestras pueden no ser estables para el período de tiempo máximo indicado en la tabla. El permisionario
o el laboratorio de control está obligado a mantener la muestra durante un tiempo más corto si se sabe que
esto es necesario para mantener la estabilidad de la muestra.
6. Sólo debería usarse en presencia de cloro residual.
7. Si hay sulfuros presentes, el tiempo máximo de mantenimiento de la muestra es de 24 horas. Opcio-
nalmente todas las muestras deben ser ensayadas con papel impregnado con acetato de plomo antes del
ajuste del pH para determinar si hay sulfuros presentes. Si hay sulfuros fueden ser removidos agregando
nitrato de cadmio en polvo hasta que se alcance un resultado negativo en el ensayo de la macha (spot
test). Se filtra la muestra y entonces se le agrega NaOH hasta p H 12.
8. Las muestras deberían ser filtradas inmediatamente en el sitio antes de agregar al preservativo para
metales disueltos.
9. Para muestras de suministros de agua de bebida no clorada se debe agregar H2SO4 concentrado hasta
reducir el pH de la muestra por debejo de 2. La muestra debería analizarse antes de 14 días.
López Grimau, Víctor; Crespi Rosell, Martín. Gestion de los efluentes de la industria textil. Instituto
Nacional de Tecnología Industrial. Cuaderno Tecnológico Nº18. Bs. As., 2015. Disponible en:
http://www.ue-inti.gob.ar/pdf/publicaciones/cuadernillo18.pdf

Forma de conservación y el tiempo máximo de conservación para los diferentes parámetros contaminan-
tes a analizar

Tiempo máx. de conser-

Parámetro Conservación
vación
Materias en suspensión Refrigeración (4ºC) 2 días
Aceites y Grasas 2 ml Ác. Sulfúrico conc. por litro; (4ºC) 24 h
Acidez-alcalinidad total No requerida Indefinido*
Bacterias Refrigeración (4ºC) 24 h
Calcio No Requerida Indefinido*
Cianuros Soda Caústica hasta pH = 10 24 h
Cloruros No requerida Indefinido*
Cloro Determinar in Situ Ninguno
Color Refrigeración (4ºC) 24 h
Conductividad No requerida Indefinido*
DBO Refrigeración (4ºC) 6h
DQO 2 ml Ác. Sulfúrico conc. por litro 7 días
Dureza No Requerida Indefinido*
Fenoles 1 g CuSO4 por litro + H3PO4 hasta pH = 4; (4º C) 24 h
Fluoruros No Requerida Indefinido*
Fósforo Total 40 mg HgCl2 por litro; (4º C) 24 h
Metales Totales 5 ml Ác. Nítrico por litro Indefinido*
Metales disueltos Filtrado: 3 ml Ác. Nítrico al 50% por litro Indefinido*
Nitrógeno, Amonio 40 mg HgCl2 por litro; (4º C) 1 día
Nitrógeno total Kjeldahl 40 mg HgCl2 por litro; (4º C) 1 día
Nitrato-Nitrito 40 mg HgCl2 por litro; (4º C) 6 días
Olor Refrigeración (4ºC) 1 día
Oxígeno disuelto Determinar in Situ Ninguno
pH Determinar in Situ Ninguno
Sólidos Totales No necesario 1 día
Sulfatos Refrigeración (4ºC) 7 días
Sulfuros Totales 2 ml Acetato de Cinc por litro en recipiente con 7 días
atmósfera de N2
Carbono orgánico total 2 ml de Ác. Sulfúrico conc. por litro (pH = 2) 7 días
Turbidez No Necesario 1 día
---o---
18. Pasos previos al diseño...

Bibliografía.
[1] Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Process Design Manu-
al - Wastewater Treatment Facilities for Sewered Small Communities, EPA 625/1-77-009.
[2] Barbaresi, C. A., Carbajal, A. G. y de Tullio, L. A. Mejoras tecnológicas para la disminución de la
carga contaminante en industrias de acabado de metales. Centro de investigación de Ingeniería
Ambiental, Instituto Nacional de Tecnología ambiental, Bs. As. s/f
[3] Sánchez, Juan Manuel. Conceptos sobre: "protección del medio ambiente integrada a la produc-
ción". I Congreso argentino de seguridad, salud y medio ambiente. Consejo profesional de Inge-
niería Mecánica y Electricista (COPIME) y Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas de
Buenos Aires (CIMEBA). Buenos Aires, 1.993
[4] Trelles, Rogelio A. et al. Manual de operación de plantas de tratamiento de líquidos cloacales.
Obras Sanitarias de la Nación, Oficina Sanitaria Panamericana y Escuela de Ingeniería Sanitaria
(F.I.U.B.A.), Buenos Aires, 1.966.
[5] Administración General de Obras Sanitarias de la Nación, Departamento Laboratorios. Métodos para el
examen de las aguas y de los líquidos cloacales. TOMA DE MUESTRAS, B 1. Buenos Aires, 1.973.
[6] Lo Fiego. Curso de desagües industriales - Trabajos prácticos. Curso de Postgrado de Ingeniería
Sanitaria. Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires: Buenos Aires, 1.979.
[7] Lauría, Herman H. Curso regular de Recursos Naturales. Facultad de Ingeniería, U. B: A., 1.983.
Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América.
[8] Imhoff, Karl. Manual de saneamiento de poblaciones. Ed. Blume, Madrid, 1969.
[9] Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Protecting Water Re-
sources with Higher-Density Development. EPA 231R06001.
[10] Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Low-Impact Deve-
lopment Hydrologic Analysis. EPA 841B00002, Enero del 2000.
[11] Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Guidance Specifying
Management Measures for Sources of Nonpoint Pollutio in Coastal Waters. EPA 840-B-92-002.
Washington, DC, ca. 1.992.
[12]Bouriette, Laurence N. et al. Massachusetts Nonpoint Source Management Manual.“The
Megamanual”. A Guidance Document for Municipal Officials. Massachusetts Department of Envi-
ronmental Protection, Bureau of Resource Protection. Boston, 1.994.
[13] Massachusetts Department of Environmental Protection, Bureau of Resource Protection.. Massa-
chusetts Nonpoint Source Management Manual.“The Megamanual”. A Guidance Document for
Municipal Officials. Boston, 2.006. http://projects.geosyntec.com/NPSManual/
[14]Navón, M. et al. Experiencia argentina sobre reúso de líquidos de curtiembre. Simposio sobre tra-
tamiento y disposición de aguas residuales. Bs. As., 1.976.
[15] de Tullio, L. A. Comunicación personal, 1914.
[16] Agencia de Protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Methods for Chemical
Analysis of Water and Wastes. EPA-600j4-79-020. Cincinnati, Ohio. 1983.
[17] López Grimau, Víctor; Crespi Rosell, Martín. Gestion de los efluentes de la industria textil. Insti-
tuto Nacional de Tecnología Industrial. Cuaderno Tecnológico Nº18. Bs. As., 2015. Disponible en:
http://www.ue-inti.gob.ar/pdf/publicaciones/cuadernillo18.pdf
[18] Eckenfelder, W. Wesley. Industrial Water Pollution Control. 3ª edición.McGraw-Hill. Boston 1976.
-----o-----
Incluir la Resolución Nº 228/98. Insumos de otro proceso. Prov. de Buenos Aires.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 19.

Tratamiento de efluentes líquidos.

Repasando lo dicho veamos cómo se puede tratar de evitar la contaminación producida por el vertido de aguas
residuales.
Los pasos a seguir en estudios de minimización de residuos podrían ser: 1) tratar de no producirlos, incluso no
produciendo el principal por no justificarse ambientalmente su fabricación por la peligrosidad de los desechos; 2)
cumplido el paso anterior se procurará minimizar la producción de desechos optimizando materiales, procesos,
equipos y formas de trabajar; 3) los desechos producidos serán considerados subproductos a reciclar, en el mismo
proceso, o reusar, en otros procesos; 4) los desechos que sorteen todos los pasos anteriores recién serán considerados
residuos a tratar o disponer.
Mediante los tratamientos se busca convertir a los desechos nocivos en relativamente innocuos p. ej. transfor-
mando un producto orgánico tóxico en anhídrido carbónico y agua por incineración, o bien reducir su masa o su
volumen, p. ej. por prensado se puede reducir el volumen, o hacerlos más fácilmente separables, p. ej. precipitando
una substancia disuelta, o se busca minimizar los riesgos que presenta su disposición final, p. ej. encapsulándolos
para minimizar la posibilidad que vuelvan al medio.
En el caso de aguas residuales industriales en primer lugar deberá estudiarse detenidamente el proceso industrial,
las materias primas e insumos, analizando el uso del agua en cada parte del mismo, así como los efluentes que resul-
tan, con el objeto de minimizar los efluentes y reusar el agua y los otros materiales en todo lo posible. Para ello se
deben mejorar o reemplazar procesos, materiales o equipos, lográndose grandes ahorros en el uso del agua, con
importantes reducciones en el volumen de efluentes y mejora en su calidad, disminuyendo el consumo de materias
primas , otros insumos materiales y energía, economía general del proceso y reducción en el tamaño de la planta de
tratamiento de efluentes y de los consumos de la misma.
Son ejemplos típicos los proporcionados por las curtiembres, donde se puede llegar a reducir en 50 % el volumen
de líquidos residuales vertidos, mejorando su calidad en proporción parecida, reusando materiales como los sulfuros
y el cromo, que son lo suficientemente costosos como para pagar en relativamente poco tiempo los gastos de inver-
sión y operación de la planta para su recuperación, sobre todo de las sales de cromo; también se pueden llegar a
separar proteínas y otros productos con valor importante de reventa.
Otro ejemplo interesante es el de las galvanoplastías, donde un adecuado manejo de los baños y los enjuagues
pueden lograr reducciones de hasta un 95% en el caudal de efluentes con recuperación interesante de materias pri-
mas, como cromo, níquel, etc.
Para lograr lo anterior debe buscarse toda la información posible sobre el establecimiento industrial:
1) ubicación geográfica, indicando claramente cómo es el entorno, sus características naturales (topografía,
clima, hidrología, fauna, flora, grado de transformación por el hombre, etc.), puede ser muy conveniente ver-
ter toda la información en mapas,
2) cuerpos de agua receptores de los efluentes líquidos del establecimiento,
3) disposiciones legales a cumplir, no olvidemos que en nuestro país éstas son locales, amén de las que puedan
fijar, en ciertos casos, la Nación o la Provincia que corresponda,
4) plano detallado del establecimiento, con especial indicación e identificación de los puntos de descarga de
efluentes,
5) descripción del establecimiento indicando productos, materias primas, insumos, fuentes de provisión de
energía, personal ocupado, horarios, etc. Todo debidamente cuantificado.
6) diagramas en bloques de los procesos productivos, en los que incluirán no sólo los procesos y productos
principales sino también los aparentemente accesorios, como los productos empleados en el lavado de pisos,
etc.
7) ficha técnicas de todos los materiales empleados en el establecimiento y
8) toda otra que se considere de interés: antecedentes sobre manejo de efluentes en ese establecimiento u otro
similar, etc.
Una vez completados los pasos anteriores y optimizado el trabajo del establecimiento desde el punto de vista
ambiental en su conjunto, debemos pasar a reconocer la calidad de los efluentes del mismo.
Cuando se trata de un proyecto se debe recurrir a antecedentes bibliográficos, a ensayos de simulación por com-
putadora o reales a escala laboratorio o en planta piloto, o al uso de factores de emisión, que son valores numéricos
experimentales que vinculan alguna característica de un afluente con algún factor de la producción, p. ej. gramos de
DBO por animal faenado en un matadero. Debemos remarcar que estos factores de emisión solamente son orientati-
vos, dependen muchísimo de la tecnología usada, manera de trabajar, etc. y pueden variar mucho de un estableci-
miento a otro; en todos los casos deben ser confirmados mediante determinaciones experimentales.
En el caso de establecimientos existentes se debe recurrir a tomar muestras de sus efluentes para su posterior
análisis con el fin de determinar los valores de los parámetros de calidad de los que tratamos en el capítulo corres-
pondiente.
Pasemos ahora a describir a los principales métodos de tratamiento de efluentes líquidos. Estos tratamientos pro-
curan lograr en poco tiempo y espacio, con mínimos efectos adversos sobre el medio ambiente, lo que a la naturaleza
le demanda períodos largos y zonas extensas, con efectos negativos más o menos pronunciados sobre el medio.
En la tabla 1 hemos tratado de hacer un resumen de los principales métodos de tratamiento de efluentes líquidos y
sus objetivos.

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

 20. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Aunque en realidad el tanque de compensación no es un equipo para tratamiento en sí, es sumamente importante
pues compensa diferencias de calidad y cantidad del efluente para facilitar su tratamiento posterior.
¿Para qué remover? ¿Qué remover? ¿Con qué remover?
Evitar obstrucciones, rotura de equipos, Sólidos groseros, p. ej. Mayores Rejas.
problemas estéticos, etc. Y quitar contami- de 2 cm, palos, trapos, trozos de
nantes fácil y económicamente. carne, latas.
Evitar colmatación, remover contaminantes Sólidos mayores de aprox. 1 Tamices
fácilmente. mm
Evitar colmatación, eventualmente dismi- Sólidos sedimentables. Sedimentadores y desarenadores,
nuir la carga orgánica, reciclar flóculos eventualmente filtración con mem-
microbianos en tratamientos biológicos, branas.
remover precipitados químicos.
Evitar la transmisión de enfermedades Organismos patógenos, en par- Desinfección
hídricas. ticular microorganismos.
Evitar efectos estéticos, reducción en el Grasas y aceites. Desengrasadores, flotación.
intercambio de oxígeno con la atmósfera.
Eliminar la turbiedad. Partículas coloidales. Coagulación, floculación, sedimenta-
ción, filtración, en particular mediante
filtros de arena.
Evitar efectos tóxicos de substancias disuel- Iones metálicos Intercambio iónico, tratamientos quí-
tas, fundamentalmente inorgánicas. micos, eventualmente coagulación
floculación, tratamiento con membra-
nas.
Evitar efectos tóxicos de substancias disuel- Colorantes, plaguicidas, drogas Tratamientos químicos, eventualmen-
tas, fundamentalmente orgánicas. usadas en medicina humana y te coagulación floculación, adsorción
animal, agroquímicos orgánicos. sobre carbón activado o sobre tamices
moleculares..
Evitar problemas de reducción de la con- Materia orgánica disuelta o en Tratamientos biológicos aeróbicos o
centración de oxígeno, incluso anaerobiosis. suspensión, en principio, no anaeróbicos.
tóxica.
Evitar problemas de eutrofización. Nutrientes minerales, en parti- Tratamientos biológioc y, eventual-
cular nitratos y fosfatos mente químicos para los fosfatos.
Evitar valores anormales de pH Iones hidrógeno, si el líquido es Ajuste de pH.
ácido o iones hidroxilo, si el
líquido es básico.
Tanque de compensación.
También llamado tanque de ecualización,
su objetivo es compensar las variaciones de
caudal y de calidad del efluente antes de en-
viarlo al tratamiento; para que de esa forma le
llegue al sistema de tratamiento propiamente
dicho un caudal más o menos constante y de
calidad no muy variable. En la figura 2 trata-
mos de explicar gráficamente la idea.

Fig. 2. Efectos buscados de un tanque

de compensación.

Consiste fundamentalmente en un recipiente suficientemente grande como para contener una cantidad adecuada
del efluente de forma tal que ni rebalse ni quede en seco como consecuencia de las fluctuaciones del caudal afluente
proveniente del establecimiento industrial, además pueden preverse las variaciones de calidad de manera que el
efluente del tanque tenga una calidad más o menos uniforme. P. ej. según qué proceso se ejecute en el estableci-
miento el efluente puede ser ya básico, ya ácido, como consecuencia de un tanque de compensación el efluente a la
salida del mismo será siempre más o menos ácido o más o menos básico, pero no pasará de ácido a básico y vicever-
sa; incluso puede llegar a resultar con valores de pH dentro de un intervalo aceptable, sin ser estrictamente neutro.
Pero debemos destacar algo muy importante, mediante el uso del tanque de compensación no se pretende reem-
plazar una planta para ajustar pH.
En la figura 3 hemos tratado de esquematizar dos modelos diferentes, subterráneo y con agitación mecánica el
primero, el segundo sobre el suelo y con agitación por aeración.
Debe tenerse mucho cuidado de que al mezclar líquidos de composiciones y orígenes diferentes no se formen
productos explosivos, que no se produzcan gases tóxicos, etc. P. ej. no se pueden mezclar líquidos alcalinos conte-
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 21.

niendo cianuros con líquidos ácidos, pues se corre el gravísimo riesgo de que, por descenso del p H , se desprenda
cianuro de hidrógeno gaseoso y muy tóxico. De la misma manera se debe evitar que se generen productos pegajosos,
precipitados en forma masiva, etc.

Fig. 3. Esquemas posibles de tanques de compensa-

ción.
Una manera más o menos sencilla de calcular la compensación hidráu-
lica consiste en dibujar la curva de volumen acumulado del efluente del
establecimiento, en función del tiempo, la pendiente de la recta que une
el origen con un punto cualquiera de la curva da el caudal medio hasta
ese momento, qm = tg (Escala V / Escala T ). La distancia vertical que
separa a las paralelas a la recta de caudal medio por los puntos tangen-
ciales extremos mide el volumen de compensación hidráulica [Clases
del Ing. Lofiego]. En la figura 4 hemos tratado de representar lo dicho.
Puede ser necesario que a este volumen haya que sumarle otro para
compensar las fluctuaciones de calidad, a este volumen adicional se lo
determina experimentalmente o por antecedentes.

Fig. 4. Cálculo gráfico de la capacidad de un tanque de compen-

sación.

Tratamientos físicos.
Rejas:
Se usan para separar sólidos groseros, p. ej. huesos, maderas, trapos, etc. Se logran así dos propósitos funda-
mentales: 1) quitar contaminantes de manera relativamente sencilla y barata, p. ej. si separamos un trozo de carne
eliminamos mucha materia orgánica en forma mucho más sencilla que si esperamos que sea degradada por micro-
organismos; 2) proteger mecánicamente a los otros componentes de la planta, p. ej. un palo puede romper el rotor de
una bomba, un trapo enredarse en el eje de la misma, o obstruir un caño, etc.
Básicamente están constituidas por barras de acero paralelas entre sí e intercaladas en la corriente de agua como
tratamos de representar en la figura 5.

Corte en perspectiva Planta y cortes

Fig. 5. Rejas de limpieza manual.
Para quitar los sólidos retenidos en la reja se la debe limpiar, manualmente, mediante un rastrillo adecuado y un
balde, o mecánicamente, en cuyo caso el rastrillo se acciona por un equipo mecánico que entra en movimiento por la
acción de un temporizador o bien al alcanzarse un nivel determinado del líquido en la cámara antes de la reja, evi-
 22. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

tando que el caño que trae los efluentes entre en carga. Las rejas de limpieza mecánica deben ser paradas periódica-
mente para mantenimiento, reparaciones, etc., por lo cual suele colocarse, en paralelo, una reja de limpieza manual.
Incluso en las de limpieza manual se suele colocar un canal lateral aproximadamente al nivel del intradós del caño
por el que ingresa el efluente, tiene como objetivo que, en caso de obstrucción de la reja el agua la sortee, sin rebal-
sar las bocas de tormenta.
En las figuras 6 y 7 hemos tratado de esquematizar lo dicho.
El rastrillo puede desplazarse por la cara
aguas arriba de la reja, como representamos en
la figura 6, o por la cara aguas abajo, en cuyo
caso sus largos dientes sobresalen por la cara
anterior de la reja y arrastran el material reteni-
do en las misma

Fig. 6. Rejas de limpieza mecánica.

Según la separación s entre los barrotes se pueden clasificar

las rejas en : rejas gruesas, con s mayor de 5 cm; rejas medianas,
con s entre 2,5 ý 5 cm; rejas finas, con s menor de 2,5 cm.

Fig. 7. Rejas de limpieza manual, con canal Fig. 8. Separación s entre los barrotes de las rejas. Rejas en
lateral. serie.
En caso de usarse rejas de diferente separación, en serie, primero van las rejas gruesas y después las finas, como
tratamos de representar en la figura 8.
Los parámetros principales para el cálculo de una reja son: 1) la velocidad de pasaje del agua entre los barrotes,
que no debe ser excesiva para evitar el arrastre del material retenido, p. ej. < 0,3 m/s, [Clases del Ing. Morales.] ; 2)
la velocidad del agua en la cámara de rejas, que debe ser suficiente para evitar la sedimentación de los sólidos sus-
pendidos en el líquido, p. ej. > 0,45 m/s , [Clases del Ing. Morales.] y 3) la pérdida de carga con la reja sucia, para
evitar que el conducto de entrada trabaje bajo carga, es decir totalmente lleno de líquido, o sea que el nivel del líqui-
do en la cámara supere el intradós de la cañería de acceso; como tratamos de representar en la figura 9.

Fig. 9. Parámetros principales para el diseño de

rejas.

Tamices o zarandas.
Retienen sólidos groseros pero de tamaño inferior al de los retenidos en las rejas.
Consisten fundamentalmente en la interposición, en el flujo del líquido, de una malla, normalmente metálica, o
de placas perforadas. En el caso de las mallas suelen ser Nº 20, pero se usan desde el Nº 6 al 60.
Se pueden clasificar en:
de limpieza manual (fig. 10)
estáticos
de autolimpieza (fig. 11)
vibratorios (fig. 12)
móviles
rotativos (fig. 13)
En el caso de los tamices estáticos, de limpieza manual, consisten en marcos, que sostienen telas metálicas o
chapas perforadas, perpendiculares a la dirección del flujo del líquido en un canal.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 23.

Fig. 10a. Tamiz estático, de

limpieza manual.

Dicho canal dispone de escotaduras en las cuales se alojan los mencionados marcos, de manera tal que se los
pueda extraer, hacia arriba, para su limpieza; a los efectos de arrastrar los sólidos junto con el marco éste tiene un
pié, o chapa apoyada contra la solera del canal. Para limpiar el tamiz se extrae el marco, mediante la manija al efec-
to, se vuelca el material retenido en un recipiente adecuado y se vuelve a colocar el tamiz en su lugar. Se colocan
dos tamices en serie, con el fin de que mientras se limpia uno quede el otro en servicio.

Fig. 10b. Canal para el alojamiento de tamices estáticos, de limpieza manual.

Fig. 10c. El canal con los tamices estáticos, de limpieza manual, colocados para trabajar.
Los tamices estáticos de autolimpieza consisten simplemente en chapas perforadas a las que se da una forma ar-
queada, la mezcla del líquido y los sólidos ingresa por la parte superior; mientras el líquido cae por los orificios de la
chapa y es recogido por un plano inclinado, los sólidos se deslizan, por gravedad, y van a un recipiente u otro medio
de evacuación adecuado, p. ej. en la figura 11 tratamos de dibujar una rosca transportadora para mover los sólidos.
El inconveniente que se atribuye a
estos aparatos es la pérdida de carga,
ya que hay que elevar todo el líquido
hasta su boca de ingreso. La ventaja
radica en su simplicidad y en la ausen-
cia de partes móviles.
Existen aparatos similares en los
que en lugar de la chapa perforada o la
tela se usan planchuelas metálicas,
paralelas, a la manera de las rejas.
También se emplean barrotes de
sección transversal triangular dispues-
Fig. 11. Tamiz estático, en arco, de autolimpieza. tos paralelamente y en la dirección del
flujo del sólido,los fabricantes de estos tamices los llaman de “ranura continua”, según ellos tienen más resistencia
 24. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

mecánica que las mallas metálicas y se obturan menos que las mallas o las placas perforadas, [Nahuelco S.A.. Pro-
ductos de ranura continua.]. Como tratamos de representar en la figura 11 a y b.

Fig. 11 a. Corte transversal de la malla de ranura Fig. 11 b. Tamiz en arco, de

continua, autolimpieza, de ranura con-
tinua
Las zarandas vibratorias consisten, fundamentalmente, en una chapa perforada o tela metálica colocada en un
bastidor al que se le da un movimiento vibratorio tal que al mismo tiempo que separa a los sólidos los va transpor-
tando a su descarga, sea por el propio movimiento, sea por la inclinación del plano de la zaranda. El movimiento
vibratorio se consigue mediante la rotación de un excéntrico o por vibradores electromecánicos, similares a los dis-
positivos de los timbres hogareños, pero mucho mayores y más potentes. Tal lo que tratamos de mostrar en la figura
12. También existen zarandas vibratorias de planta circular.

Fig. 12. zarandas vibratorias.

Las zarandas rotativas consisten en un cilindro hueco, horizontal o ligeramente inclinado (de 5 á 7º en el caso de
vía seca, Waganoff, Nicolás P. Trituración, molienda y separación de minerales, Ed. Alsina, Bs. As., 1.956) que
rota en torno a su eje longitudinal y cuya superficie está constituida por el tamiz; el líquido cargado de sólidos ingre-
sa por un extremo, el líquido sale a través de las mallas; el sólido queda en el interior y al rotar el cilindro es arras-
trado y, guiado por chapas al efecto, cae en un tornillo trasportador longitudinal u otro medio de extracción adecua-
do. Es lo que hemos tratado de representar en la figura 13.

Fig. 13. Zaranda rotativa, a la derecha una

suerte de perspectiva, abajo en cortes longitudinal
y transversal.

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, y a mis Padres.

Juan Manuel Sánchez. Mayo 1.999 – Nov. 2.014.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 25.

Separación usando la fuerza de la gravedad

Para separar sólidos suspendidos en el agua se puede emplear a la fuerza de la gravedad, así si los sólidos son
más densos que el agua se recurre a la sedimentación, es decir a su depósito en el fondo de un recipiente a propósito,
pero también se puede aprovechar la flotación, para ello se separan las partículas menos densas que el agua en la
superficie de ésta. Como veremos las partículas pueden ser menos densas por naturaleza o bien transformarse artifi-
cialmente en menos densas, p. ej. adsorbiéndoles burbujitas de aire.

Fig. 14. Separación de partículas aprovechando la fuerza de la gravedad.

Veamos primero a la sedimentación y luego a la flotación.
Básicamente se pueden distinguir dos grandes tipos de sólidos sedimentables: los granulares y los floculentos.
Los granulares están constituidos por partículas discretas, con forma bien definida, que sedimentan separadas
unas de otras a una velocidad que alcanza un valor límite dado y luego permanece fundamentalmente constante e
independiente del camino de descenso recorrido, p. ej. granos de arena.
Los sólidos sedimentables floculentos tienden a agruparse, cambiando de forma y de tamaño mientras se produce
la sedimentación, van formando así flóculos más o menos débiles; cuya velocidad de sedimentación puede variar
con el camino recorrido, p. ej. por unión entre partículas, como ejemplos podemos citar a los precipitados químicos
y los barros de origen biológico.

Fig. 15. Tres momentos en la sedimentación de sólidos floculentos y granulares.

Cuando la concentración de partículas en el agua es grande, la interferencia entre ellas es importante y se pueden
distinguir otros dos tipos de separación del sólido del líquido en los las que las partículas se comportan como un
todo, formando una capa, en el primer caso descendente, en la que las partículas conservan su posición relativa, o,
en el segundo, estacionaria pero en la que varía la posición relativa de las partículas, que se van aproximando, con
pérdida del líquido intersticial y compactación del conjunto. Ambos casos son más propios del depósito de barros.
Particularmente el segundo caso nos explicaría lo que va sucediendo en la probeta en la que sedimentan sólidos
floculentos, que dibujamos en la parte izquierda de la figura 15.
Desarenadores
Para separar a los sólidos granulares se emplean los desarenadores.
Los desarenadores fundamentalmente son largos canales por los que fluye el líquido a una velocidad tal que
permite la sedimentación de la arena pero no la de los flóculos de materia orgánica que la puedan acompañar, p. ej.
en un líquido cloacal.
Además disponen de una larga cámara inferior, o arenero, para acumulación de la arena, ésta puede ser limpiada
manual o mecánicamente. En la figura 16 hemos tratado de representar un desarenador de limpieza manual.
En el caso de la limpieza manual, el arenero está separado del canal superior mediante piezas cerámicas o de
hormigón, entre las que se dejan aberturas para el paso de la arena, tienen por finalidad lograr que la turbulencia
reinante en el canal no se transmita al arenero y, así permitir un ambiente de quietud donde se acumule la arena entre
una limpieza y otra del equipo. Por la limpieza se colocan dos desarenadores en paralelo, de tal manera que se pueda
limpiar uno mientras el otro permanece en operación.
Para limpiarlo se cierra con dos compuertas, una en cada extremo, el flujo del agua por uno de los desarenadores,
se abre la válvula que comunica el arenero con el pozo de desagüe, con lo que se desagota el desarenador, se quitan
las mencionadas piezas separadoras y, con una pala, se retira la arena contenida en el arenero, finalmente se vuelven
las piezas separadoras a su sitio, se cierra la válvula del desagüe y se quitan las compuertas, restableciéndose el
servicio. A la arena se la puede limpiar, en equipos al efecto, y usarla para diversos fines. Ver prospecto alemán.
En el caso de los desarenadores de limpieza mecánica, una serie de rasquetas o de cangilones, movidos en gene-
ral por cadenas, recorren longitudinalmente el recinto para la arena, extrayéndola por uno de los extremos, en otros
equipos la arena se quita del arenero por succión mediante una bomba que, montada sobre un carro, recorre longitu-
dinalmente el desarenador, en ese caso, simultáneamente se va limpiando la arena con la misma agua con la que se
 26. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

la succiona. El agua de limpieza y la materia orgánica separada de la arena se retorna al desarenador (Información
técnica de la firma Rheiner Maschninenbau Windhoff AG)

Fig. 16 Desarenador de limpieza manual

Mediante el esquema mostrado en la figura 17 tra-
taremos de explicar el funcionamiento del desarena-
dor.

Fig. 17 Esquema para explicar el funciona-

miento del desarenador.

Si:
vs es la velocidad de sedimentación de una partícula P que entra al desarenador a nivel de la superficie del agua,
tal que dicha partícula describa la trayectoria A - B, mientras el líquido que la arrastra recorre el desarenador; toda
otra partícula que entrando a nivel de la superficie del agua tenga una velocidad de sedimentación v's > vs quedará
retenida, en cambio, si tuviera v's < vs escaparía en el líquido. Por todo ello podríamos llamar partícula límite a la
partícula P, u es la velocidad con la que fluye el agua y, por lo tanto la suponemos igual a la horizontal de la partícu-
las que arrastra,
L la longitud útil del desarenador,
H la profundidad del agua en el mismo, por ende la distancia vertical máxima que debe recorrer la partícula lími-
te a separar,
A - B trayectoria que recorre la partícula límite dentro del desarenador.
Por semejanza de triángulos podemos escribir: u v s [1]
L H
Como se procura que no sedimenten flóculos orgánicos junto con la arena, para evitar su pudrición entre una lim-
pieza del recinto para la arena y otra, se procura que la velocidad u del agua se mantenga constante e igual a 0,3 m/s,
[Imhof, K. Manual de saneamiento de poblaciones.].
La velocidad de sedimentación depende, entre otras variables, de la densidad y el tamaño de las partículas por
ejemplo podemos tabular para el caso de la arena de cuarzo, con una densidad de 2,65 kg/dm 3 , [Imhof, K. Manual
de saneamiento de poblaciones.].
[mm] 1,0 0,5 0,2 0,1
vs [m/s] 0,14 0,072 0,023 0,0067
Si tomamos vs = 0,02 m/s , u = 0,3 m/s y un coeficiente de seguridad de 1,5 aplicando la [1] resulta
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 27.
H H
L u fs 0, 3 1, 5 23 H .
vs 0, 02
La profundidad máxima H resulta del cálculo hidráulico y es función del caudal y del dispositivo de control de la
velocidad u .
Para lograr que la velocidad u del agua se mantenga constante independientemente del caudal, se coloca inme-
diatamente aguas abajo del desarenador un dispositivo tal como una canaleta Parshall, un vertedero proporcional u
otro dispositivo similar, y se diseña la sección transversal del desarenador de manera adecuada. En el anexo I in-
cluimos un ejemplo de tal cálculo.
Tanto la canaleta Parshall como los vertederos proporcionales son dispositivos para medir caudales, es decir afo-
radores, en la figura 18 hemos tratado de representar un esquema de los mismos. La canaleta Parshall es un comple-
jo aforador de resalto, el vertedero proporcional es una chapa en la que se labra un hueco de forma similar a la re-
presentada, tiene más pérdida de carga que la canaleta Parshall pero es de construcción más sencilla.

Fig. 18 Canaleta Parshall y verte-

dero proporcional.

Anexo I.
Veamos un ejemplo de cálculo [Clases del Ing. Morales. 1.979.] , el comportamiento hidráulico de la canaleta
Parshall responde a la expresión: Q 0, 357 u 3, 28 h 1,57 u 
0,026


[2] aclarar unidades
donde:
Q es el caudal,
h la altura del elemento que estemos considerando, medida desde el fondo del desarenador,
u la velocidad del agua en el desarenador.
Entonces, si fijamos u = cte. resulta Q k . h n [3] con k ý n constantes.
En el caso del desarenador, según la figura I, la superficie de una sección transversal será  h0
x dh [4]y


0
h0
el caudal que escurre por el mismo vendrá dado por Q u. u.
0
x dh [5]

Fig. I. Esquema para comprender el cálculo de la

expresión matemática del caudal que escurre por un
desarenador.

Podemos poner la [3] como la integral de una derivada, es decir:

Q k hn 0
h0
k n h n 1dh [6] Igualando [5] y [6] Q
knh
u. 
0
h0
x dh
n 1
0
h0
k n h n 1dh [7] como u es constante,

simplificando podemos poner u . x k n hn 1

8 9 x
u
n 1
Como k, n ý u son constantes resultará x k'. h [10] con k' una nueva constante, así, dando valores á
h podemos calcular los correspondientes de x y dibujar la sección del desarenador.
Otros dos conceptos importantes en el cálculo de equi-
pos de tratamiento de efluentes en general son el de carga
hidráulica superficial, CHS, entendiendo por tal al cociente
entre el caudal que circula por el equipo y el área de una
sección característica, p. ej. la de la planta, y la permanen-
cia hidráulica, th, que es el tiempo durante el cual el fluido
a tratar permanece dentro del equipo, tal como tratamos de
representar gráficamente en la figura 19.

Fig. 19. Esquema para comprender los conceptos de

carga superficial y permanencia hidráulica.
Veamos las unidades en las que se expresan estas relaciones.
La carga superficial
Q L3 t pero no es conveniente simplificar, o sea expresarla como L
CS CS
S L2 t
ya que se pierde el sentido físico, estaríamos dividiendo un volumen por una superficie, obteniendo una altura, que
 28. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

dividida por un tiempo daría una velocidad, un tanto engañosa en la mayoría de los casos, por no corresponder a una
entidad real. Entonces muchas veces se emplea la expresión velocidad en lugar de carga hidráulica superficial, así se
suele hablar de velocidad de filtración en el caso de los filtros de arena, pero observemos que no es la velocidad real
de pasaje del líquido entre los granos de arena sino la del mismo en la caja o recipiente vacíos que la contiene, es
decir sin la arena. El caso particular del desarenador es uno de los pocos, si no el único, en el que la carga superficial
tiene un sentido físico concreto, como podemos deducir fácilmente corresponde a la velocidad vs de sedimentación
de la partícula límite P. Como tratamos de deducir en el Anexo II.
Anexo II.
Q V th S. H t h S. H H
CS simplificando CS
S S S S. t h th
Donde H es la profundidad del agua dentro del desarenador, th el tiempo de permanencia del líquido en el equi-
po, es decir el tiempo que tarda en recorrer la longitud L , consecuentemente el tiempo durante el cual la partícula
límite P recorrió la altura H , entonces H / th es igual a la velocidad de sedimentación de la partícula límite P, es
H
decir CS vs
th
Sedimentadores
Se emplean para separar todo tipo de sólidos sedimentables, pero fundamentalmente los floculentos, convenien-
temente equipados también separan materiales flotantes.
En el proceso de sedimentación influyen: 1) la concentración de sólidos sedimentables en el líquido a tratar; 2) la
edad del líquido a tratar, pues si contiene materia orgánica y es viejo, por anaerobiosis pueden originarse burbujas de
gas que impidan o dificulten la sedimentación; 3) la viscosidad del líquido y, como al aumentar la temperatura dismi-
nuye la viscosidad, resulta que al crecer la temperatura aumenta la eficiencia del equipo, pues según expresa la fórmula
de Stokes la velocidad de sedimentación de una partícula en un fluido es inversamente proporcional a la viscosidad de
éste; 4) el tiempo de permanencia del líquido en el sedimentador, consecuentemente las posibles variaciones de caudal
a tratar; 5) la acción del viento sobre la superficie líquida, por la turbulencia que origina; 6) las corrientes de densidad
originadas en las diferencias de temperatura y / o de composición o de concentración del líquido.
Se llaman primarios a los sedimentadores que se usan antes de un equipo para tratamiento dado, por ejemplo bio-
lógico, y secundarios a los que se colocan a continuación de dicho tratamiento, como representamos en la figura 20.

Fig. 20. Designación de los sedimentadores

según su ubicación en la planta de tratamiento.

Hay muchos tipos diferentes de sedimentadores, pero se los puede agrupar en dos grandes conjuntos: 1) los de
planta rectangular y 2) los de planta circular.

Fig. 21. Esquema general de los sedimentadores en función de la forma de su vista en planta.
En cualquiera de ellos podemos distinguir tres partes fundamentales: 1) la entrada del líquido a tratar, 2) el recin-
to donde se produce la sedimentación propiamente dicha, 3) la salida del líquido. A esto se agregan dos dispositivos
importantes: los destinados a llevar los sedimentos y el material flotante hacia sus respectivos medios de extracción.
En la figura 21 hemos tratado de esquematizar lo dicho.
El flujo en el sedimentador debe ser lo más uniforme posible ocupando
todo el volumen del recinto de sedimentación, sin que aparezcan zonas sin
circulación de líquido, que disminuirían la permanencia hidráulica real del
mismo en el aparato, o con turbulencia que afecte la sedimentación, como
procuramos representar en la figura 22..
Fig. 22. Distribución ideal del líquido en el sedimentador.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 29.

Buscando una distribución uniforme del líquido en todo el equipo, como vimos en la figura 22, se suele hacer la
entrada del líquido a los sedimentadores de planta circular mediante un tubo central apantallado, como mostramos
en la figura 23 en el que desemboca el caño radial que trae el líquido a tratar, como podemos ver en la figura 24.

Fig. 23. Pantallas de entrada del líquido a sedimen-

tadores circulares Fig. 24. Caño de entrada y pantalla correspondien-
tes a un sedimentador circular.
En los sedimentadores de planta rectangular se busca lograr una distribución pareja del líquido mediante vertede-
ros sumergidos seguidos por una placa o pantalla sumergida, como mostramos en las figuras 25 y 26, en la primera
no representamos la placa sumergida aquietadora y distribuidora del líquido, que sí mostramos en la figura 26. En el
último esquema podemos ver cómo el grueso del líquido, junto con los sedimentos se dirigen hacia abajo, para,
luego separarse, continuado los sedimentos su descenso y el líquido adquiriendo un movimiento fundamentalmente
horizontal, hacia la salida; por su parte, los flotantes sortean la placa por su borde superior, por ello se la sumerge,
arrastrados por una corriente secundaria, pequeña, de líquido.

Fig. 25 Entradas del líquido a sedimentadores rec- Fig. 26. Entradas del líquido a sedimentadores rectangu-
tangulares, sin pantalla aquietadora y distribuidora. lares, con pantalla aquietadora y distribuidora.
Con el mismo objetivo de lograr un flujo uniforme en todas las secciones transversales del sedimentador la des-
carga del líquido tratado suele hacerse mediante vertederos que ocupan todo el ancho del equipo y, que en general,
son triangulares, ya que resultan más fáciles de nivelar que los rectangulares.

Fig. 27. Razón de ser del uso de vertederos triangulares para la descarga del líquido sedimentado.
 30. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Si un vertedero rectangular queda desnivelado, gran parte del líquido saldrá por la parte más profunda y poco o
nada por la menos profunda, resultando un flujo irregular en el sedimentador y zonas en las que el líquido no fluirá y
otras en las que lo hará a velocidades mucho mayor que las de diseño. Como procuramos representar en la figura 27.
De nuevo, para lograr un flujo lo más
uniforme posible se coloca una placa
semisumergida poco antes del vuelco del
líquido en el canal de salida, como ilus-
tramos en la figura 28 para los de planta
rectangular. Esta placa, como veremos
luego, también evita el arrastre de flotan-
tes por el líquido tratado.

Fig. 28. Estructura básica de un

sedimentador rectangular.

Por la misma necesidad de lograr un flujo radial lo

más uniforme posible en los sedimentadores circulares,
el líquido sedimentado se extrae de los mismos por
vertederos triangulares a un canal perimetral previo
paso por una placa distribuidora y aquietadora perime-
tral semisumergida , como procuramos representar en
las figuras 21 y 29. Nuevamente, dicha placa actúa
como pantalla, evitando la salida de flotantes con el
líquido tratado.
Los sedimentos se van acumulando en la solera del
sedimentador, según la curva de sedimentación para los
líquidos cloacales, que vimos en el tema sólidos totales
del capítulo Parámetros para evaluar la calidad de
aguas y de efluentes líquidos, un 82% de los mismos se
depositan en la primera media hora de permanencia del
líquido en el equipo, por ello conviene que la tolva para
recibirlos, y de la cual se extraerán, se encuentre Fig. 29. Estructura básica de un sedimentador circular.
inmediatamente próxima a la entrada del líquido, como representamos en la figura 28 para los de planta rectangular
y en la 29 para los circulares. Pero los sólidos se van depositando todo a los largo de la solera del sedimentador
rectangular o del radio del circular, por lo que hay que arrastrarlos, o “barrerlos”, hacia la tolva correspondiente.
Para ello, en los sedimentadores rectangulares se pueden emplear diferentes métodos, por ejemplo mediante una
rasqueta única transportada en un carrito, cuando va hacia el extremo por el que se descarga el líquido, es decir el
opuesto al de la tolva de barros, la rasqueta se eleva por encima del nivel del agua y el movimiento es rápido, cuan-
do regresa hacia la tolva la rasqueta se hunde y va rozando la solera y llevando el barro hacia la tolva, en un movi-
miento lento para generar la mínima turbulencia
posible y que se arrastre pero no se remueva el sedi-
mento, como tratamos de dibujar en la figura 30, en
ella incluimos una rasqueta, que desplazándose en la
superficie, simultáneamente lleva a los materiales
flotantes. Velocidad en limpieza 2,5 cm/s, regresan-
do replegados entre 2,5 ý 7,5 cm /s (s/. Rheiner Mas-
chinenfabrik Winhoff AG).

Fig. 30. Arrastre de barros y de materiales flo-

tantes mediante rasquetas soportadas sobre un
carrito.
También se usa un sistema de rasquetas movidas
por cadenas, que por el fondo arrastran los barros a la
tolva y en superficie los flotantes hacia la canaleta de
extracción, como tratamos de mostrar en la figura 31.

Fig. 31. Equipo para barrer a los barros y los flo-

tantes, así como para extraerlos, en un sedimentador
rectangular.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 31.

El barrido de los barros depositados en el fondo

de los sedimentadores circulares se suele efectuar
mediante rasquetas fijas a una estructura metálica
que rota en torno del eje central del sedimentador, ya
sea movida por un eje central accionado por un
sistema motor reductor, o bien arrastrada por un
carrito que recorre el perímetro del equipo. Es lo que
tratamos de resumir en la figura 32. A la misma
estructura rotante está vinculado rígidamente un
brazo que al recorrer la superficie arrastra los flotan-
tes a su extremo, extremo que está articulado o es de
material flexible, y los vuelca en una tolva ubicada en
el pelo de agua para recoger los materiales flotantes y
extraerlos del sistema.
Cuando el líquido a tratar arrastra materiales flo- Fig. 32. Sistemas para el barrido y la extracción de barros y
tantes, para retenerlos se suele colocar en los sedi- materiales flotantes en sedimentadores circulares.
mentadores primarios una pantalla semisumergida antes del vertedero de descarga, como vimos al tratar las estructu-
ras básicas de estos equipos representadas en las figuras 28 y 29.
A los flotantes se los extrae, por ejemplo, mediante una canaleta basculante en los sedimentadores de planta rec-
tangular, o por decantación a una tolva colocada a ras del agua en los de planta circular. Como tratamos de represen-
tar en las figuras 32 y 33 , respectivamente.

Fig. 32. Extracción de flotantes en

un sedimentador rectangular.

Fig. 33. Extracción de flotantes en un sedimentador circular.

 32. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Finalmente podemos reunir todas las partes que hemos ido describiendo y obtener el esquema más o menos com-
pleto de un sedimentador de planta rectangular y sus partes, en la figura 34 y de uno de planta circular en la figura 35.

Estructura básica.

Equipo para barrer a los barros

y los flotantes, así como para
extraerlos.

Fig34. Conjunto armado.

Sedimentador de placas o laminar o sedimentador inclinado.

Consisten, básicamente, en utilizar un conjunto de placas paralelas inclinadas y muy próximas entre sí, tal como
hemos tratado de representar en la figura 36, modificada a partir de [5]. La inclinación de las placas es de 45 á 55º,
[3], y la distancia entre las mismas de, p. ej., 5 cm o más para la separación de limos, 8 cm o más para separar flócu-
los y 10 cm o más para arenas [4].
De esa forma se consigue lograr una superficie de sedimentación por unidad de superficie de proyección hori-
zontal del equipo mucho mayor que en los sedimentadores convencionales, por ejemplo 10 m 2 de superficie de
sedimentación por cada metro cuadrado de proyección horizontal, [6], y un recorrido mucho más corto de las partí-
culas hasta alcanzar la superficie de separación, sobre la cual, luego, se deslizan cayendo en la tolva que los recoge
para su extracción.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 33.

Estructura básica Sistema para la entrada del líquido

Sistemas para el barrido y la extracción de barros y mate-

riales flotantes

Fig. 35. Conjunto armado.

Según la relación entre el movimiento del flujo de barros, normalmente descendente, y el del líquido estos sedi-
mentadores se pueden clasificar en: 1) de flujos con sentidos opuestos, 2) de flujos con igual sentido ó 3) de flujos,
con corrientes cruzadas, como tratamos de graficar en la misma figura 36.
La permanencia hidráulica en estos sedimentadores van de 5 a 60 minutos, [5], Así el volumen del sedimentador
resulta mucho más chico que el de uno convencional, por ejemplo para tratar el mismo caudal se requiere entre un
cuarto y un quinto de volumen, [6].
Las permanencias hidráulicas breves pueden obligar a tratar previamente el efluente, por ejemplo agregando
algúna substancia floculante para aumentar el tamaño de los flóculos; para reducir el tamaño del depósito de barros
se los debe extraer aún diluidos y se los espesa en un equipo a continuación, [5], sin embargo otros autores subrayan
que en la tolva de barros éstos pueden llegar a comprimirse lo suficiente como para requerir un sistema adecuado de
extracción, p. ej. por vibración mecánica o por raspado, [3].
Aunque generalmente son de planta rectangular también se los suministra de planta circular, [3].
Este tipo de equipo no es apto como sedimentador secudario en procesos de barros activados, [7], pues los
flóculos biológicos tienden a adherirse a superficies sólidas y se obstruyen los espacio entre placas, requiriendo su
limpieza periódica, v. gr. cada dos meses, la cual es muy engorrosa, implicando sacar el sedimentador de servicio y
un cepillado profundo.
[3] Lamella Clarifiers and Thickeners. Publicación técnica de la fi rma Denver Sala AB. Dinamarca, s. f.
[4] Daneri, Román. Sedimentadores de placas planas, su estandarización. XVI Congreso interamericano de In-
geniería Sanitaria y Ambiental. Ingeniería Sanitaria, Nº 4, julio 1.980.
[5] Eisenmann, KG. Leitfaden Umwelttechnik. Abluft, Abwasser, Abfall. 9ª ed. Böblingen, 2.003.
[6] Abwassertechnik. Schnellabsetzbecken System “Schrägklärer”. Publicación técnica de la firma Steuler.
Höhr-Grenzhausen. 1.984.
[7] Charpentier, Joseph. Tratamiento de aguas residuales con barros activados. Instituto Nacional de Tecnolog-
ía Industrial. Cuaderno Tecnológico Nº6. Bs. As., 2014. Disponible en:
http://www.ue-inti.gob.ar/pdf/publicaciones/cuadernillo6.pdf
 34. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Figura 36. Sedimentado-

res de placas, diferentes mo-
dos de flujo.

Agradecimientos: A Dios, nuestro Señor, a Nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Juan Manuel Sánchez.
Buenos Aires, 1º de Mayo del 2.000
Parámetros fundamentales para el cálculo de sedimentadores (Curso de postgrado de Ing. Sanitaria, 1.979):
sedimentadores de planta rectangular:
V = B x L xH= Qxp
donde:
V = volumen, m3
B = ancho, m
L = largo, m
H = profundidad del líquido en el sedimentador, m
Q = caudal a tratar, m3 x h-1
p = permanencia hidráulica del líquido en el sedimentador, h
H = 2 á 4m
B = 5 á 10m
L=3xBá6xB L< 100m Si L es muy grande hay problemas de corrientes internas por diferencias de den-
sidad, acción del viento, etc.
Velocidad longitudinal del líquido v < 0,05 m/s
sedimentadores de planta circular:
V = x D2 x 4-1 x H = Q x p
donde:
V = volumen, m3
D = diámetro, m
H = profundidad del líquido en el sedimentador, m
Q = caudal a tratar, m3 x h-1
p = permanencia hidráulica del líquido en el sedimentador, h
H = 2 á 4m
D = 3 á 60m, los más comunes entre 12 y 30 m; De nuevo en los muy grandes hay problemas de corrientes in-
ternas por diferencias de densidad, acción del viento, etc.
En ambos casos:
normalmente la permanencia hidráulica p para líquidos cloacales 2h, según Ing. Imhoff
caudal por metro de vertedero de descarga, también llamado velocidad de descarga,
Qvert. desc. = 8 á 10 m3 x m-1 x h-1
entonces la longitud necesaria de los vertederos de descarga será
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 35.

L vert. desc. . desc. = Q / Qvert. desc.

Pendiente del fondo: 1 : 12 á 1 : 24
Velocidad de las rasquetas que barren el fondo, depende de la densidad y cantidad del barro. Según Degremont: en
los rectangulares aproximadamente 1 cm/s, en los circulares de 2 a 3 revoluciones por hora. S/ Ing. Imhoff 1 á 6 cm/s.
S/ el Ing. Imhoff para calcular sedimentadores para sólidos floculentos hay que tener en cuenta la profundidad,
pues en el descenso los flóculos se van aglomerando y aumenta su velocidad de descenso, entonces hay que tener
en cuenta la superficie y la profundidad, es decir el volumen, con relación al caudal, o sea la permanencia, conviene
tomar p. ej. unas 2 horas. En cambio para sólidos granulares es útil la carga superficial, p. ej. 1 m3 x m-1 x h-1 ; no
obstante, a igual superficie los tanques profundos tienen más eficiencia.
S/ Flockung, Klärung, Schlammbehandlung Adolf Plinke Söhne Chemieanlagen. Bad Homburg:. los sedimenta-
dores rectangulares se prestan mejor para caudales mayores y substancias groseramente dispersas , mientras que los
circulares serían aptos para hasta unos 30 m3 x h-1 y substancias sólidas livianas. Los sedimentadores de placas
serían aptos para caudales hasta 50 m3 x h-1.
Pretratamiento de residuos del procesamiento de aves EPA 625/3-73-001. Julio de 1.973
Tiempo de permanencia 1 á 2 horas si se usa simultáneamente para desengrasar y sedimentar, si es sólo desen-
grasado no es limitante. Profundidades de 1,8 a 2,1 m, profundidades menores pueden traer problemas de arrastre
(scouring) o corrientes por velocidad ¿?.
Tipo de tanques, las opiniones están dividida entre si convienen más los rectangulares o los circulares, para los
desengrasadores se prefieren los rectangulares, pues en los circulares la grasa pierde cohesión a medida que se aleja
radialmente hacia la canaleta perimetral, aunque la disminución de velocidad resultante de ese movimiento aumen-
taría la separación de la grasa. En general la mayoría prefiere los circulares para sólidos floculentos y como sedi-
mentadores secundarios luego de tratamientos biológicos.
S/ Sepaflot – Aufbereitigung von Wasser, Abwasser und Schlamm durch Flotation. Lurgi Umwelt und Chemo-
technik GmbH. Publicación T 1166/1.76. A igual superficie útil los sedimentadores circulares en general implican
costos de inversión más convenientes, en el caso de líquidos agresivos la extracción de barros de fondo se hace en
profundidad, reduciendo la demanda de protección anticorrosiva, pero tienen como desventaja que la turbulencia en
la zona central, por donde ingresa el líquido a tratar, reduce el rendimiento hidráulico.
Flotación
Se usa la flotación para:
substancias cuya densidad es menor que la del agua y, por lo tanto flotan de por sí, p. ej. las grasas y aceites.
Los equipos se suelen llamar desengrasadores,
substancias cuya densidad es mayor que la del agua y aparece la flotación propiamente dicha.
El área superficial de los desengrasadores se calcula en EE. UU. de N. A. con cargas hidráulicas de hasta
59 m3/m2xdía (1.440 galones por día y pié cuadrado), o más pero algunos estados piden que no se superen los 28,5
(700), [¿2?].
El desengrasador consiste básicamente en una cámara prismática de sección transversal triangular, con la base
del triángulo hacia arriba y el vértice en el fondo, como tratamos de mostrar en la figura 37.

Fig. 37 Cortes longitudinal y transversal de un desengrasador.

El líquido a tratar ingresa al equipo y lo recorre por la parte inferior, angosta, a velocidad tal que no se sedimen-
ten sólidos más densos que el agua, las partículas de densidad menor tienden a ascender y al ingresar en la parte
superior de la cámara se encuentran en un medio con velocidades cada vez menores, se agregan unas y se juntan en
la parte superior, formando una capa más o menos continua y espesa, cuando la cantidad acumulada es suficiente, el
operador de la planta cierra la válvula que regula la salida del líquido tratado y, como éste sigue ingresando al des-
engrasador, sube el nivel en el mismo y rebalsa por los canales laterales, arrastrando consigo a la grasa que se des-
carga a un carrito, u otro equipo conveniente, para su posterior procesamiento y uso, como tratamos de representar
en la figura 38.
Flotación propiamente dicha.
Cuando la densidad de la substancia supera a la del agua se recurre a adherirle una burbuja de gas, de esa forma
el conjunto formado por la substancia, generalmente sólida, y la o las burbujas adheridas tiene una densidad aparen-
te menor a la del agua, eso se puede mostrar empíricamente dejando caer semillas de limón en una bebida gaseosa,
las burbujas de anhídrido carbónico se adhieren a las semillas y las hacen flotar.
 36. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Fig. 38. Corte transversal de un des-

engrasador en operación y en descarga
del material retenido.

Así se emplea la flotación para separar substancias sólidas de distintas formas y densidades, fibrosas, floculentas
o granulares, e incluso líquidas, como gotas de aceite, o pastosas, como las grasas.
Hay ramas de la industria que emplean desde hace mucho tiempo la flotación para separar aquellas substancias
que flotan de las que no lo hacen, por ejemplo la minería, particularmente la de sulfuros metálicos; pero en ese caso
se agregan al medio líquido diversos compuestos químicos para favorecer el proceso.
Luego se la empleó en la industria papelera para recuperar materiales valiosos, p. ej. fibras de celulosa; para el
tratamiento de efluentes se la empleó primero para mejorar la eficiencia de remoción de grasas y aceites en los des-
engrasadores. De allí se extendió su empleo a otros campos del tratamiento de efluentes, por ejemplo de la industria
del procesamiento de alimentos, refinación de petróleo, papeleras, etc., [1].
Las características de las partículas determinan el tamaño de las burbujas a usar, así las mayores o con carácter
hidrófilo requieren burbujas más pequeñas de menos de 0,1 mm hasta 0,2 mm.
Los principales métodos usados para generar las burbujas son:
1) la saturación a alta presión del líquido con aire comprimido y posterior descenso de la presión hasta la at-
mosférica, en la llamada flotación a presión,
2) la generación de vacío, para liberar los gases que están disueltos en el líquido a presión atmosférica, en la
fltación por vacío y
3) la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno mediante la corriente eléctrica, o electroflotación.
Flotación a presión, o por aire disuelto.
Se satura parte o todo el líquido con aire a alta presión, luego se lo hace pasar por una válvula reductora de pre-
sión y al volver a la presión atmosférica se generan burbujas.
Hay tres métodos para llevar a cabo la flotación a presión:
1) saturar a alta presión con aire comprimido todo el caudal del líquido a tratar antes de que entre en la cámara
de flotación propiamente dicha y, luego de su paso por la válvula reductora de presión se lo libera en la parte ante-
rior de la cámara de flotación,
2) separar una parte del líquido antes del tratamiento, saturarla a alta presión con el aire comprimido, luego mez-
clarla con el resto de líquido y liberar la mezcla a la entrada de la cámara de flotación, previo pasaje por la válvula
reductora de presión y
3) saturar una parte del líquido ya tratado y retornarlo a la entrada de la cámara de flotación haciéndolo atravesar
previamente por la válvula mencionada.
Se los puede llamar método de la corriente total, de la corriente parcial y de recirculación, [1].
En la figura 39, adap-
tada y modificada de [1],
representamos el diagrama
del método de la corriente
total.

Fig. 39 Método de la
corriente total.

En la figura 40, adap-

tada y modificada de [1],
representamos el diagrama
del método de la corriente
parcial.

Fig. 40 Método de la
corriente parcial.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 37.

En la figura 41, del

mismo origen, representa-
mos el diagrama del méto-
do con recirculación.

Fig. 41. Método con

recirculación.

El consumo de aire depende, entre otras cosas, del contenido de material a remover y del tamaño de las burbujas.
Las burbujas grandes reducen la eficiencia del proceso al tener poca o ninguna adherencia a las partículas y el
colchón de flotantes que se forma tiene poca resistencia a los esfuerzos de corte que produce el sistema de extrac-
ción de barros, [1]. Además la probabilidad de que las burbujas queden adheridas a las partículas depende de la
cantidad de burbujas. Por lo tanto, una mayor cantidad de burbujas más pequeñas logra una eficiencia mayor de la
flotación y la necesidad de aire depende de la cantidad de material a remover y del tamaño de las burbujas. El tama-
ño promedio de las burbijas es de 70 á 90 micrones de diámetro, [2].
Se llama “agua lechosa” o “agua blanca”[“milky water” “white water”] al liquido mezclado con pequeñísimas
burbujitas de gas.
Así se recomiendan caudales de recirculación del 15 al 200% del caudal afluente y presiones de trabajo 4,5 á 7
bares absolutos, [1], generalmente 400 kN/m2, [2], a presiones menores de saturación resultan burbujas mayores y
la desaparición del “agua lechosa·, presiones mayores no tienen ventajas desde el punto de vista del tamaño de las
burbujas y a menudo originan un encarecimiento considerable asociado a problemas técnicos.
El afluente a tratar suele traer flóculos, sea por que de por sí los tiene, sea por que se generaron en un proceso de
floculación previo a la flotación, entonces el método de la recirculación tiene la ventaja, frente a los otros dos, que al
no someter al líquido afluente a la descompresión no se rompen dichos flóculos, mejorando la eficiencia. Además,
como se comprime, etc. líquido ya tratado, libre de partículas, se reducen muchos problemas mecánicos, como obs-
trucción de válvulas, etc. Por otra parte se puede ajustar fácilmente el sistema a aumentos de la demanda, incremen-
tado los gramos de aire comprimido por gramo de material a separar, simplemente incrementando el caudal recircu-
lado, p. ej. poniendo en funcionamiento bombas de reserva.
Las cámaras de flotación pueden ser de planta rectangular, como la representada en la figura 42, adaptada de
[1], o circular. Nótese las diferencias con los sedimentadores tradicionales: 1) la entrada del líquido a tratar se hace
en la parte inferior de la cámara, 2) la extracción del líquido tratado también se hace por la parte inferior, algo por
encima de la parte superior de la tolva de barros, 3) el sistema de barrido de flotantes es independiente del de sedi-
mentos y está muy desarrollado.
En las cámaras rectangulares se puede lograr la limpieza de barros mediante un sistema con cadenas tal que
mientras en profundidad lleva los sedimentos a la tolva correspondiente, cuando regresa por la superficie arrastra los
flotantes a la salida correspondiente, o bien dos sistemas separados, uno en el fondo para los sedimentos y otro en la
superficie para los flotantes, aunque es más caro que el sistema con cadenas se prefiere su uso en las instalaciones
grandes. Con muchas placas para limpieza de flotantes se pueden evacuar grandes cantidades de barros flotantes, así
resulta una limpieza mejor y un mejor resultado de la flotación; lo contrario lleva a velocidades grandes de evacua-
ción y mayor profundidad de sumersión de las placas. La mezcla entre el líquido a tratar afluente y el sobresaturado se
realiza en un cámara de acceso separada de la de flotación mediante una placa sumergida. El líquido sobresaturado y el
líquido a tratar fluyen separados y se mezclan en la cámara de acceso en flujo de corrientes cruzadas. El líquido tratado
fluye por debajo de una pared sumergida o al final de la cámara o a lo largo de los lados mayores de la cámara.
El barrido de flotantes puede ser en el mismo sentido del flujo del líquido, como en el caso de la figura, o al
revés; el barrido en el mismo sentido favorece la generación de burbujas pequeñísimas y un mayor tiempo de con-
tacto con las substancias a hacer flotar, con lo que se tienen resultados más convenientes, el barrido en contraco-
rriente tiene ventajas sólo para la desgasificación de cubiertas flotantes declinantes, por formarse un colchón espeso
de burbujas debajo de la parte anterior de la cámara, muy cargada de partículas, en la proximidad de la mesa de
extracción de flotantes.
El recipiente para saturar el líquido tiene
dos tareas: asegurar continuamente la máxi-
ma saturación posible y eliminar del sistema
el aire no disuelto, para lo que dispone de las
correspondientes válvulas.

Esquema de una cámara de flotación a

presión de planta rectangular, en base a [1].
 38. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

También existen cámaras de flotación de planta circular, el ingreso y egreso del líquido son también por la parte
inferior, el ingreso por el centro, mediante un cilindro vertical de mezcla y dispersión del líquido a tratar y el sobre-
saturado con aire, y el egreso por la periferia, mediante salidas sumergidas en la parte más profunda de la pared
perimetral; pueden tener de una a tres placas barredoras de flotantes junto con otras tantas rasquetas para arrastrar
los barros de fondo. Para la evacuación de flotantes se disponen de dos a cuatro tolvas a nivel del pelo de agua.
Por otra parte, se ha empleado dispersar aire mediante agitación mecánica o por burbujeo de aire a presión a
través de materiales porosos, pero el gran tamaño de las burbujas ,del orden de 1 mm de diámetro, y la gran turbu-
lencia hacen que la eficiencia de la flotación sea reducida, [2].
Flotación por vacío.
En la fotación por vacío se separan los gases disueltos en el líquido a tratar sometiéndolo al vacío, se obtienen
burbujas de tamaño similar a las del método a presión, con la ventaja de una turbulencia mucho menor. El número
de burbujas depende del vacío que se consiga sobre el tanque de flotación y, precisamente, es muy difícil mantener
ese vacío parcial, lo que hace que el método prácticamente no se use, [2].
Electroflotación
En el proceso de electroflotación se producen las burbujas descomponiendo por electrólisis el agua en hidrógeno
y oxígeno gaseosos, [2].
Las ventajas del método son: la turbulencia es mínima y las burbujas resultan extremadamente pequeñas, lo que
aumenta la eficiencia. La producción de oxígeno puede resultar en cierta oxidación de contaminantes. La corriente
eléctrica aplicada puede neutralizar la carga superficial de las partículas suspendidas en el líquido y producir su
coagulación que, además, se incrementa por la disolución de iones metálicos, de hierro o aluminio, liberados por los
electrodos de sacrificio que se emplean. En el caso de soluciones de sal se puede liberar cloro que oxida determina-
das substancias y desinfecta el líquido, [2].
Presenta como desventaja el gran consumo de energía. Se lo ha empleado en embasadoras de carne y de recupe-
ración de grasa y otros subproductos de la elaboración de carnes y derivados,(“rendering”) , [2].
Las diferencias entre los métodos de flotación básicamente radican en el modo de generar las burbujas del gas, [2].
Comparación entre la flotación y la sedimentación.
Para lograr la remoción de partículas con velocidad de sedimentación muy pequeña o, incluso, que floten, como
partículas de grasa o gotitas de aceite, se las debe adsorber sobre flóculos o incorporarlas a asociaciones de flóculos,
para ello se recurre al agregado de substancias floculantes, incluso puede ser necesario previamente romper las
emulsiones o lograr una coagulación, el consumo de reactivos en estos menesteres pueden ser un 20 a un 30% me-
nores en el caso de la flotación con respecto al de la sedimentación, resultando en un ahorro de dinero y una reduc-
ción del volumen de barros [1].
Normalmente las concentraciones de sólidos en el material separado (el barro flotante) son mayores que las ob-
tenidas en un barro sedimentado, [2], así se pueden lograr volúmenes de barro de sólo un 40 a un 60% del obtenido
por sedimentación con lo que puede evitarse el uso de un espesador de barros, con el ahorro consiguiente, [1].
Además permite remover material que no sedimenta, [2].
Como las velocidades de ascenso de las partículas con las burbujas adheridas son substancialmente mayores que
las de las de sedimentación de las partículas solas en un sedimentador, en la flotación se pueden usar cargas hidráu-
licas superficiales tres o cuatro veces mayores que en la sedimentación, así si se usa una recirculación de un 30% del
caudal entrante, la superficie de la instalación de flotación será de un 25% a un 40% de la de sedimentación, [1].
Los tiempos de permanencia son menores, reduciéndose el tamaño de los equipos.
La flotación es ideal para remover grasas y aceites mientras éstos no estén emulsionadas, lo que obliga al uso de
substancias químicas que rompan la emulsión, [2], por ejemplo ácidos o sales o hidróxidos metálicos, pero su em-
pleo tiene los inconvenientes de no permitir la recuperación del aceite y de generar un gran volumen de barros con-
teniendo todo el aceite, [5].
Como contrapartida generalmente frente a la sedimentación, la flotación implica costos de operación y de man-
tenimiento mayores y la calidad del efluente tratado resulta menor, [2].
Nociones de diseño....Si Dios nuestro Señor lo quiere continuará.
[1] Lurgi Umwelt und Chemotechnik GmbH.Sepaflot – Aufbereitigung von Wasser, Abwasser und Schlamm
durch Flotation. Publicación T 1166/1.76.
[2] Environment Canada. Evaluation of Physical-Chemical Technologies for Water Reuse, Byproduct Recovery
and Wastewater Treatment in the Food Processing Industry. Informe EPS 3-WP-79-3. 1979.
Filtros de arena:
Son aparatos que sirven para separar sólidos arrastrados por un líquido usando una capa, o manto, filtrante de
arena.
Según cómo se fuerce al líquido para que atraviese al manto filtrante se los clasificia en:
a presión (cerrados);
por gravedad (abiertos).
Si, como ya lo hicimos, definimos a la carga hidráulica superficial como el cociente entre el caudal a tratar y la
superficie de la planta del equipo, que se suele llamar velocidad de filtración, aunque no sea realmente la velocidad
del líquido entre los granos de arena, pero sí es proporcional a la misma, se puede clasificar a los filtros de arena en:
filtros lentos y
filtros rápidos.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 39.

Los filtros por gravedad pueden pertenecer a uno u otro grupo, los filtros cerrados normalmente son filtros rápi-
dos.
En la figura 1 vemos un esquema genérico de un filtro de arena por gravedad. Consta de una caja, de obra de
fábrica, de hormigón armado u otro material conveniente, como resinas sintéticas reforzadas con fibra de vidrio, en
cuyo interior encontramos por encima del fondo verdadero un fondo perforado, o un sistema equivalente, sobre el
que se apoya un manto de canto rodado encima del mismo otro de arena y, finalmente, una capa de líquido a filtrar,
ocupando la parte superior y alcanzando una altura
suficiente como para generar la presión que le per-
mita superar la pérdida de carga que opone el sis-
tema. El líquido a filtrar ingresa por la parte supe-
rior de la caja del filtro, atraviesa, de arriba hacia
abajo, primero la capa de arena, en donde se filtra,
y luego el canto rodado, cuya función es sostener la
arena, logrando que la misma no escape por la
salida del líquido y que exista un flujo parejo de
éste, y, finalmente, el líquido atraviesa el fondo
perforado que sostiene a los mantos filtrantes, es
recogido sobre el fondo verdadero y escapa, filtra- Fig. 1. Esquema genérico de un filtro por gravedad.
do, por la salida respectiva.
Filtros lentos.
En la figura 2, adaptada de [1], hemos tratado de representar el corte de un filtro lento.
Como podemos ver, consta de una caja exterior, de hormigón armado, obra de fábrica, metal, incluso de arcilla
apisonada protegida mediante ladrillos, [1].

Fig. 2. Corte de un filtro lento, adaptada de [1].

Dentro de la caja, yendo de arriba hacia abajo, encontramos:
1) un reborde de unos 20 á 30 cm,
2) la entrada del líquido a filtrar, se puede colocar debajo de la misma una losa pequeña, a veces llamada “di-
sipador de energía”, para evitar que el chorro entrante impacte directamente sobre el manto de arena cuan-
do se llena el filtro, y así se deteriore dicho manto;
3) el depósito de líquido a filtrar, en general el agua tiene una profundidad variable entre 1,0m ý 1,5m , cómo
máximo de 2,0m. Su objetivo es lograr una carga hidráulica suficiente para vencer la resistencia que opone el
sistema al flujo del líquido, como ésta es variable durante la operación del filtro lo debería ser la profundidad
del agua en el depósito, normalmente es preferible mantener fijo el nivel del líquido y regular la pérdida de
carga del sistema mediante una válvula de regulación del caudal a la salida del líquido filtrado. La permanen-
cia del líquido en el depósito varía entre 3 y 12 horas, por lo que da tiempo para que tenga lugar la sedimenta-
ción de las partículas mayores, la aglomeración de las menores, el crecimiento de algas y otros microorganis-
mos que pueden ser beneficiosos o perjudiciales para la operación del filtro, como luego veremos;
4) inmediatamente por debajo y a continuación del depósito de líquido a tratar se encuentra la capa o lecho de
arena, que actúa como soporte de procesos biológicos y consecuente manto filtrante, mediante los fenóme-
nos que comentaremos enseguida. El espesor de esta capa es de unos 1,20m á 1,40m al comienzo de las
operaciones, como consecuencia del ensuciamiento del filtro aumenta la pérdida de carga y es necesario
proceder a quitar los 2 ó 3 cm superiores de arena, otros autores hablan de 5cm [2], hasta llegar a un espe-
sor mínimo de la capa de 0,6m á 0,7m al final del ciclo de unos 4 ó 5 años, cuando se debe rehacer todo el
lecho de arena y comenzar un nuevo ciclo;
5) para evitar el arrastre de la arena por el líquido filtrado se coloca un lecho de canto rodado, en capas suce-
sivas de granulometría creciente, alcanzando un espesor total de unos 0,30m;
 40. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

6) finalmente por encima del fondo verdadero se encuentra un fondo perforado o falso fondo, por ejemplo
construido mediante un sistema de ladrillos que dejan entre sí unos 5 mm para pasaje del líquido filtrado,
como tratamos de representar en la fig. 3.

Fig. 3. Detalle del fondo

perforado o falso fondo.

En general se los construye enterrados, vigilando que la base esté por encima de la capa freática, o tomando las
precauciones del caso; en climas cálidos y con capas freáticas muy altas o bien suelos someros sobre rocas duras, se
los puede construir por encima del nivel del suelo; en todos los casos se debe dejar un borde exterior perimetral, de
unos 30 cm, para evitar la caída al agua a filtrar de material grueso arrastrado por el viento, así como la de animales
pequeños, [1].
Los mecanismos de filtración principales son:
A) la acción de la gravedad, causa de la sedimentación,
B) la intercepción directa,
C) la impactación inercial,
D) la difusión browniana,
E) la atracción electrostática,
F) la atracción de masas o fuerzas de van der Waals y
G) la acción hidrodinámica.
Y a estos hay que agregar:
H) el efecto tamiz o de cernido,
I) los efectos biológicos.
En la figura hemos tratado de representar una posible trayectoria del líquido en el espacio intergranular del me-
dio filtrante y algunos de estos mecanismos de filtración.

A) La acción de la gravedad, causa de la sedimentación, no sólo se produce en la superficie superior del filtro si-
no en todo el volumen del manto filtrante, ya que los granos de material filtrante tienen superficies casi horizontales
expuestas al líquido sobre las cuales se pueden depositar las partículas a remover, actuando los espacios intergranu-
lares como pequeños sedimentadores. Se puede calcular que 1 metro cúbico de una arena cuya porosidad sea del
38% y sus granos tengan un diámetro medio de 250 m tiene una superficie granular total de unos 15.000 m2, si
descontamos las superficies de contacto entre granos, las que no miran hacia arriba o aquellas expuestas al arrastre
por el agua, debido a velocidades muy grandes del flujo del líquido, resultarían unos 1.000 m 2 de superficie de se-
dimentación por metro cuadrado de superficie de la planta del filtro, si aceptamos una carga superficial de un filtro
lento de 0,2 [m3/(m2.h)] la carga hidráulica del sedimentador equivalente sería de 0,2 x 10 -3 [m3/(m2.h)], si conside-
ramos partículas orgánicas cuya densidad sea 1,01 la del agua aplicando la fórmula de Stokes podemos calcular el
diámetro de aquellas cuya velocidad de sedimentación supere 0,2 [m3/(m2.h)], y resulta 4 m. Oros autores indican
que para arenas con granos de 350 m de diámetro la superficie total de los mismos sería de 8.000 m 2, de los cuales
resultarían útiles para la sedimentación unos 444 m2/m3 de arena, es decir un 5,56%, [3].
B) La intercepción directa se produce cuando la distancia del centro de la partícula al grano iguala a su radio.
La eficiencia de retención por intercepción directa sería directamente proporcional al cuadrado del diámetro de la
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 41.

partícula e inversamente proporcional al diámetro del grano, [3]. Según las características de las partículas, p. ej. si
son pegajosas, se adhieren a los granos y entre sí, formando una película que va cerrando el espacio entre granos, así
aumenta la velocidad del líquido en ellos y arrastra al material retenido(¿ la eficiencia? revisar); [3].
C) La impactación inercial se produce al cambiar bruscamente la dirección del movimiento del fluido, dada la
inercia de las partículas no lo acompañan y chocan contra los granos de arena.
Su eficiencia es directamente proporcional a la velocidad del fluido e inversamente proporcional al diámetro de
los granos, dada la viscosidad del líquido su acción es poco importante, [3].
D) La difusión browniana tiene importancia en las partículas más pequeñas, cuya trayectoria real resulta zigza-
gueante en torno de la trayectoria media del líquido como consecuencia del choque de las moléculas del fluido.
Actúa independientemente de la velocidad del fluido, aún cuando ésta sea nula, pero su importancia es pequeña
frente a los otros mecanismos descriptos antes, [1].
La influencia de la difusión sobre la eficiencia del filtro es directamente proporcional a la temperatura e inver-
samente proporcional a los diámetros de las partículas y de los granos de arena, [3].
E) La atracción electrostática.
La atracción electroestática entre cuerpos de cargas opuestas es proporcional al producto de dichas cargas e in-
versamente proporcional a la distancia entre ellos.
Por razones cristalográficas, las partículas de arena tienen carga superficial negativa, por lo que fijan partículas
cargadas positivamente, como cristales de carbonatos o flóculos de hidróxidos de hierro o de aluminio, o cationes
metálicos, p. ej. de hierro, aluminio o manganeso. En cambio los granos de arena limpios repelen coloides orgánicos
o bacterias, normalmente cargados negativamente. Sin embargo, con la operación el filtro se van acumulando partí-
culas positivas hasta llegar a sobresatura a las cagas negativas y sobre ellas se adsorben partículas coloidales orgáni-
cas negativas, bacterias y aniones fosfato, nitrato, etc., hasta que nuevamente se invierte la carga neta por sobresatu-
ración o por desprendimiento de la capa formada por las partículas retenidas previamente, [1].
F) La atracción de masas o fuerzas de van der Waals, que son fuerzas atractivas entre moléculas no cargadas, de-
bidas 1) a polarizaciones transitorias consecuencia del movimiento de los electrones en torno al núcleo atómico que
genera disparidades entre las cargas positivas del núcleo y negativas de los electrones, su acción varía con la séptima
potencia de la distancia entre las moléculas, 2) a polarizaciones permanentes en la molécula, debidas a la distribu-
ción electrónica en la molécula y finalmente, 3) las uniones hidrógeno, en las que interviene este elemento , p. ej. en
fluoruro de hidrógeno, el amoníaco y el agua, [4] y [5].
Si bien para dos átomos individuales su acción es inversamente proporcional a su distancia a la séptima potencia,
para muchos átomos lo sería al cuadrado, [3].
Su acción en agua destilada se extendería a 0,2 m y en aguas naturales á 0,02 m, e independiente del pH [3].
Resulta entonces que prácticamente son incapaces para afectar el movimiento de las partículas, pero sí son efec-
tivas para retenerlas una vez que han, virtualmente, chocado con el grano de arena, [1] y [3].
G) La acción hidrodinámica, se origina por la diferencia de velo-
cidad del fluido en movimiento laminar entre dos puntos a distintas
distancias del sólido fijo. Como tratamos de mostrar en la figura 4, la
parte A de la partícula más alejada del grano de arena está sometida a
la acción del líquido que escurre a una velocidad mayor que la parte B,
más próxima al obstáculo, lo que la hará rotar generando una diferen-
cia de presiones sobre la partícula que la mueve hacia una región de
velocidad menor, así se puede explicar la remoción de partículas del
orden de los 10 m, [3]. Fig. Acción hidrodinámica.
H) El efecto tamiz o de cernido, para las partículas mayores, que directamente no pasan por los agujeros que de-
jan entre sí los granos del material filtrante y es especialmente importante en la superficie del lecho, observemos
que, en realidad, es fundamentalmente un problema de intercepción directa. Para partículas de arena de 150 m de
diámetro el diámetro de los espacios intergranulares sería del orden de 20 m, [1], otros autores, [3], indican los
valores de la tabla siguiente
diámetro de los granos de arena, m diámetro de los espacios intergranulares, m
500 entre 100 y 200
1.200 entre 300 y 600
en cualquier caso, de esa forma se retienen partículas relativamente grandes.
A todo lo mencionado se agrega la adherencia resultante de los polímeros extracelulares originados en las comu-
nidades microbianas que más o menos rápidamente colonizan el filtro alimentándose de la materia orgánica traída
por el líquido u originada por los autótrofos que habitan en el manto filtrante, por ejemplo algas en la parte superior
iluminada. Así se va generando una substancia gelatinosa y pegajosa que recubre y une los granos de arena, rica en
microorganismos vivos y muertos, materia orgánica más o menos degradada y productos metabólicos varios, que se
suele llamar zooglea, por ser rica en bacterias de la especie Zooglea ramigera, que se caracteriza por formar colo-
nias en forma arborescente.
A medida que crece esta capa de microorganismos se van cerrando los espacios entre granos, etc. y aumenta la
eficiencia de la filtración y la pérdida de carga, es decir la resistencia que hidráulica que hay que vencer para que el
líquido atraviese el manto filtrante.
 42. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Cuando se pone en marcha por primera vez un filtro lento para potabilizar agua, con arena limpia, la filtración se
debe sólo a los mecanismos físicos y el líquido filtrado se vuelve a su fuente, pues su calidad no es aceptable, a
medida que se establece una comunidad microbiana conveniente la eficiencia de filtración aumenta hasta llegar a su
estado operativo normal, recién entonces se puede enviar el agua para el consumo, para ello habrán pasado muchos
días o semanas, más cuanto más pura sea el agua a filtrar, a este proceso se lo llama la “maduración del filtro”, se
comienza filtrando un cuarto del caudal del de régimen normal y cuando se termina se habrá llegado al caudal de
operación normal. A medida que crece la capa de microorganismos va aumentando la pérdida de carga y se debe ir
abriendo válvula de salida, de manera de mantener un caudal constante, pero llega un momento que aún con dicha
válvula totalmente abierta no se alcanza dicho caudal y se debe limpiar el filtro; para ello habrán pasado varios me-
ses de operación normal, este tiempo depende fundamentalmente de la calidad del agua a filtrar y su contenido de
sólidos en suspensión.
La limpieza se realiza cerrando el ingreso del líquido, evacuando agua hasta unos 10cm por debajo de la superfi-
cie de la arena y sacando, manual o mecánicamente, los 2 á 5cm superiores, que contienen la llamada “capa sucia” o
“schmutz decke” o “piel filtrante” (“peau filtrante”) formada, fundamentalmente, por la comunidad microbiana que
es la verdadera filtradora, de allí que los filtros lentos de arena son, en rigor, filtros biológicos. Una vez completada
la limpieza se vuelve a poner en marcha el filtro, durante los primeros días la calidad del agua filtrada no es acepta-
ble y se la retorna a la fuente, pero restablecida plenamente la capa de microorganismos se vuelve al trabajo normal.
Este ciclo de operación y limpieza se repite hasta que la capa de arena llega a unos 60cm, como consecuencia de
las sucesivas extracciones, en ese momento se suele vaciar todo, proceder a una limpieza profunda, volver a llenar
de arena y a trabajar como se ha dicho.
Sobre todo en el caso de filtración de agua para potabilizar se debe evitar que aparezcan procesos anaeróbicos
que generarían ácido sulfhídrico, amoníaco y otras substancias que le conferirían mal gusto y sabor al agua, además
se tornarían solubles el hierro y el manganeso lo que haría inútil el agua para el lavado; entonces, la concentración
de oxígeno en el agua filtrada no debería bajar de 3mmg/l.
La eficiencia de filtración en filtros lentos se reduce considerablemente al hacerlo la temperatura, pues se frenan
los procesos químicos y biológicos.
La acción de las algas sobre la marcha del filtro puede ser positiva o negativa. P. ej. positivamente contribuyen a
la formación de la capa filtrante biológica de buena calidad que permite la presencia de protozoarios y otros preda-
dores de bacterias, el oxígeno que generan por fotosíntesis favorece la degradación de materia orgánica aportada por
el agua a tratar, etc., pero la presencia excesiva de algas puede generar substancias de gusto y olor desagradable, o
en caso de muerte masiva obstruir rápidamente el filtro, también como consecuencia de la fotosíntesis pueden preci-
pitar carbonatos que contribuyen al mismo efecto, [1].
Techar los filtros para reducir la presencia de algas puede tener efecto positivos y negativos, por lo que se reco-
mienda hacer ensayos con filtros piloto, de pequeño tamaño, antes de llevarla a la práctica, [1].
En un filtro lento los microorganismos patógenos encuentran un medio hostil, p. ej. existen protozoarios que los
depredan, las temperaturas suelen ser menores a los 30ºC, la concentración y calidad de la materia orgánica disponi-
ble no les resulta favorable, además la permanencia del líquido en la cámara de filtración es de 3 á 12 horas, por
todo ello estos equipos presentan muy buena eficiencia de remoción de microorganismos, p. ej. el recuento de bacte-
rias totales se reduce en un factor de 103 á 104 y el de Escherichia coli de 102 á103 , [1]. La triste evidencia práctica
se tuvo en una epidemia de cólera durante 1.892, que afectó a dos ciudades vecinas, Hamburgo y Altona, ambas se
servían como fuente del río Elba, contaminado aguas arriba por efluentes cloacales, mientras en Hamburgo simple-
mente sedimentaban el líquido y la epidemia alcanzó a la tercera parte de la población, ocasionando 7.500 muertos,
en Altona filtraban el agua con filtros lentos y la enfermedad no afectó sensiblemente, [1].
Filtros rápidos.
Estos filtros trabajan con cargas hidráulicas entre unas veinte a cuarenta veces mayores que los lentos, por lo que
la velocidad del agua no permite la formación de la capa biológica filtradora y trabajan fundamentalmente gracias a
los procesos físicos de filtración vistos recién. Por ello el agua a tratar debe ser sometida a un proceso previo de
coagulación floculación y sedimentación y debe ser desinfectada antes de su entrega al consumo.

Fig. Esquema de un filtro rápido.

La filtración se produce en toda la profundidad del manto de arena, por lo que se ensucia el conjunto del mismo
y se la somete a limpieza periódica con agua filtrada que se hace circular en contracorriente y con una carga hidráu-
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 43.

lica superficial de una diez veces la de filtración, generando una gran turbulencia que hace restregar unos granos
contra otros, para aumentar este efecto durante la limpieza se suele inyectar aire comprimido en el lecho de arena.
Normalmente los equipos son mucho más complejos en su construcción y operación.
La ventaja del uso de este tipo de filtro reside en la menor superficie que requieren, si se tienen en cuenta todos
los equipos necesarios para coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección una planta con filtros
rápidos ocupa aproximadamente ocupan un 20% de la necesaria para filtros lentos que suministre el mismo caudal
de agua potable, [1]. Así en nuestra ciudad de Buenos Aires, la Empresa Obras Sanitarias de la Nación durante la
década de 1.930 cambió en el Establecimiento Potabilizador Gral. Don José de San Martín, en Palermo, los filtros
lentos originales por filtros rápidos.
Los filtros rápidos se pueden construir como filtros abiertos, por gravedad, en los que la presión originada por la
columna de líquido a filtrar es la que vence la resistencia del sistema, o filtros cerrados, a presión, en los que la pre-
sión originada por una bomba cumple la misma función. En la figura hemos tratado de hacer un esquema de un filtro
rápido abierto, los sistemas reales de ingreso y egreso de líquidos, etc. son mucho más complejos que los mostrados.
Según las clases del Sr. Prof. Ing. Inglese en el Curso de Postgrado en Ingeniería Sanitaria (F.I.U.B.A.) de 1.979
podemos resumir:
Característica filtro lentos filtros rápidos abiertos filtros rápidos a presión
Carga hidr. superficial de filtración, 0,10 á 0,4 4á7 6 ´8
[m3/(m2.h)]
promedio 0,15 á 0,20 5á6
Carga hidr. superficial de limpieza, --- 40 á 60 40 á 60
[m3/(m2.h)]
Espesor del manto filtrante, [m] 0,90 á 1,20 0,60 ´0,80 0,60
Arena filtrante: d, [mm] 0,2 á 0,4 0,4 á 0,6 1,5 á 1,8
Coeficiente de uniformidad, Cu 2á3 1,5 á 1,8
H inicial, [m] 0,2 á 0,3 0,4 á 0,5 0,6 á 1
H final, [m] 1,2 2,4 5
Limpieza 0,5 día cada mes 0,5 hora cada día o dos 0,5 hora cada día
Limpieza general cada año cada 2 á 3 años
En los filtros rápidos a presión: presión de trabajo 3 atm, de prueba 5 atm, el lavado en sí lleva 5 á 6 minutos, pe-
ro la operación total media hora.
[1] Huisman, L.; Wood, W. E. Slow Sand Filtration. Organización Mundial de la Salud. Ginebra, 1.974.
[2] curso Ing. Sanitaria.
[3] Schifini. Operaciones unitarias para Ingeniería Sanitaria. Apuntes de clases del curso de Ingeniería Sanitaria,
F.I.U.B.A. Sin fecha.
[4] Nolller, Carlos R. Química de los compuestos orgánicos. Editorial Médico Quirúrgica. Bs. As., 1.968.
[5] Angelini, María del Carmen et al. Temas de química general – versión ampliada. E.U.D.E.B.A., Bs. As. 2012.

Filtración con membranas...

Rosenwinkel, Karl-Heinz; Beier, Maike. Technologien und Verfahren zur Wasseraufbereitung und
Abwassebehanlung. Fachabteilung Wasser- und Abwassertechnik (WAT) im Verband Deutscher Maschinen- und
Anlagebau e.V. (VDMA). 5ª edición. Frankfurt/Main, 1.999.
Técnicas que emplean membranas
Los procedimientos que emplean membranas se usan cada vez más para el tratamiento de aguas y de efluentes
líquidos. Si bien hasta ahora su estaba plenamente justificado sólo en casos especiales, el creciente desarrollo de
estos procedimientos en los últimos años ha ampliado mucho su campo de aplicación.
Se pueden distinguir básicamente los procedimientos en los cuales "solamente" tiene lugar la separación física de
una substancia y los procedimientos en los que adicionalmente tiene lugar la degradación biológica de la materia
orgánica y la membrana sirve para retener la biomasa; a estos últimos se los conoce como biorreactores con mem-
brana, o procedimientos de membrana activada (Membranbelebungsverfahren).
Separación de substancias mediante membranas.
Cada vez adquiere mayor importancia el empleo de membranas para...
Según Nadir Filtration, prospecto 6000E

Microfiltración Ultrafiltración Nanofiltración Ósmosis inv.

Tamaño de las partículas retenidas [ m] > 0,6 0,1 - 0,01 0,01 - 0,001 < 0,001
P. M. aproximado [Da] > 500.000 1.000 - 500.000 100 - 1.000 < 100

Agradecimientso: a Dios, nuestro Señor, a la Virgencita y a mis Padres.

Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 2.001 / 2.005
 44. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Microfiltración Ultrafiltración Nanofiltración Ósmosis inversa

% retenido % retenido % retenido % retenido
Sólidos
flóculos bacterianos 100 100 no apropiado no apropiado
bacterias libres 95 - 100 100 menos apropiado menos apropiado
DQO
como partículas 50-95 >99 no apropiado no apropiado
coloidal 0 - 20 0 - 50 >99 >99
disuelta, > 0,1 nm 0 0 90 - 95 92 - 97
disuelta, < 0,1 nm 0 0 20 - 70 80 - 90
Nitrógeno
N orgánico 0 - 20 40 - 80 90 - 95 92 - 97
amonio 0 0 0 - 20 86 - 94
nitrato, nitrito 0 0 0 - 10 86 - 90
Fosfatos
P total 0 - 40 40 - 80 92 - 97 95 - 99
ortofosfato 0 0 90 - 93 90 - 95
Sulfatos 0 0 90 - 97 >98
Cloruros 0 0 0 - 10 84 - 95
Metales pesados 0 0 90 - 97 >98

Tratamientos químicos de efluentes líquidos:

El tratamiento químico de un efluente líquido consite en lograr las condiciones necesarias para que en el seno del
mismo se produzcan reacciones químicas tales que:
1) se transforme una substancia contaminante en otra u otras que no lo sean, por ejemplo en gases normales de
la atmósfera;
2) se transforme una substancia contaminante en otra u otras más fáciles de remover del medio líquido, aunque
en sí continúen siendo contaminantes, p. ej. transformar una substancia disuelta en un precipitado que se puede
quitar fácilmente por sedimentación.
Dichos objetivos se pueden lograr mediante un solo paso o en varios sucesivos.
Como ejemplos veremos reacciones entre ácidos y bases y reacciones de oxidación y reducción.
A las reacciones entre ácidos y bases se las usa, p. ej. para la corrección del pH de efluentes líquidos o para pre-
cipitar substancias disueltas en los mismos.
Corrección del potencial hidrógeno ó pH
En el tratamiento de efluentes se suele hablar de su "neutralización", aunque en realidad sólo consiste en ajustar
su pH dentro del intervalo de valores admitidos por las reglamentaciones vigentes en cada caso, no se trata de llevar
realmente su pH a la neutralidad química, es decir a pH = 7.
Pueden neutralizarse líquidos ácidos, agregándoles una base, o líquidos básicos, agregándoles un ácido.
Para la neutralización de líquidos ácidos se usan como bases sobre todo compuestos del sodio o del calcio, des-
tacándose entre los primeros el hidróxido de sodio (NaOH), y entre los segundos el hidróxido de calcio [Ca(OH)2].
El hidróxido de calcio se presenta como una suspensión en agua al 5 - 10 % de cal aérea hidratada, [2], conocida
vulgarmente como lechada de cal.
La cal aérea, fundamentalmente óxido de calcio, se obtiene por calcinación de piedra caliza y contiene impurezas
e, incluso, restos de piedra caliza no calcinada que contribuyen a la formación de barros, [6].
La lechada de cal se puede comprar ya preparada o bien prepararla en el lugar de uso, la decisión es fundamen-
talmente económica, en general para cantidades anuales grandes conviene prepararla en el sitio, p. ej. para demandas
mayores de 500 toneladas anuales, [7].
Los compuestos del sodio son más caros, pero generalmente producen pocos barros.
En cambio la lechada de cal es substancialmente más barata pero requiere equipamiento más complejo y caro pa-
ra su preparación, puede ser preferible para tratar grandes caudales o donde se requieran reacciones posteriores, p.
ej. de precipitación, [2]
La decisión no sólo pasa por el costo de los reactivos sino también por el del tratamiento y la disposición final de
los barros resultantes.
Los compuestos del calcio tienen otras ventajas adicionales, p. ej. evitar la salinización , (Aufsalzung )de los
efluentes pretratados ¿?, la buena capacidad de deshidratación de los metales pesados y aniones precipitados con cal
y la posibilidad adicional que tiene el ion calcio de unir metales pesados en intervalos de pH elevados,
Para la neutralización de efluentes básicos se recurre al agregado de ácidos, principalmente soluciones acuosas
de ácidos fuertes al 30 - 35 %, [2], p. ej. ácido sulfúrico o clorhídrico, o bien ácidos débiles como el ácido carbónico
generado por burbujeo de anhídrido carbónico, que se puede suministrar a partir de tubos del gas a presión o a partir
de gases de combustión.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 45.

Para evitar un exceso de sulfatos en el líquido tratado se recurre preferentemente al uso de ácido clorhídrico co-
mercial, pero es corrosivo para máquinas e instalaciones y produce vapores cáusticos de cloruro de hidrógeno, lo
que obliga a utilizar lavadores de gases y cierres hidráulicos en los recipientes de almacenamiento y en los equipos
de dosificación del ácido, además aumenta el contenido de sales solubles en el efluente tratado, [2] y [8].
Una reacción típica de neutralización es:
HCl +Na(OH) NaCl + H2O
dado que son electrolitos fuertes en el agua se presentarán ionizados y podemos escribir la reacción como sigue
H+ + Cl- +Na+ + (OH)- Na+ + Cl- + H2O
que podemos resumir
H+ + (OH)- H2 O
En cuanto al uso del bióxido de carbono, conforme con [3], podemos resumir que se disuelve en el agua trans-
formándose parciamente en ácido carbónico según:
CO2 + H2O H2CO3
el ácido carbónico puede ceder uno o dos iones hidrógeno, según el p H del medio, en medios muy básico cede los
dos, pero por debajo de pH = 9 solamente uno.
Para su mejor comprensión se puede dividir al proceso de la neutralización con ácido carbónico en tres fases:
1ª fase:
á pH > 11,8 prácticamente sólo se presente el ion carbonato CO32- según, p. ej.:
H2CO3 + 2 NaOH NaCO3 + 2 H2O
2ª fase:
á 8,3 < pH <11,8 aumenta la proporción de carbonato ácido, o sea bicarbonato, a medida que disminuye el pH , p. ej.:
H2CO3 + Na2CO3 NaHCO3
3ª fase:
á pH < 8,3 aumenta cada vez más la proporción de bióxido de carbono disuelto como tal en el agua, por debajo de
pH = 5 practicamente sólo hay bióxido de carbono disuelto físicamente.
En la neutralización de efluentes difícilmente se alcance esta tercera etapa, pues los límites reglamentarios suelen
fijar como valores aceptables pH mayores, (revisar, ¿pH>8,3?)
En la tabla 1 se incluyen las cantidades, en kg/m3, de diferentes ácidos necesarias para la neutralización de una
solución de hidróxido de sodio, NaOH, no amortigada, hasta un p H = 8,5 empleando soluciones de bióxido de car-
bono, CO2 , y de diferentes ácidos, clorhídrico, HCl , al 30 %, sulfúrico, H2SO4 ,al96%, nítrico, HNO3 , al 65%. El
consumo real de reactivos puede ser mucho mayor, p. ej. por la presencia de substancias amortiguadoras, impurezas,
etc.
pH NaOH CO2 HCl H2SO4 HNO3
10,0 0,004 0,004 0,012 0,005 0,01
10,5 0,013 0,014 0,038 0,016 0,031
11,0 0,04 0,044 0,12 0,05 0,1
11,5 0,13 0,14 0,38 0,16 0,31
12,0 0,4 0,44 1,22 0,51 0,97
12,5 1,3 1,39 3,84 1,6 3,1
13,0 4,0 4,4 12,2 5,1 9,7
13,5 12,6 13,9 38,4 16,1 30,7
14,0 40 44 122 51 97
Tabla 1. [3].
Precipitaciones
Se entiende como precipitación la formación, mediante reacciones químicas, de compuestos considerablemente
insolubles, [2].
Como la solubilidad de los iones metálicos depende, entre otras variables, del pH del medio, se suele recurrir a
regular el mismo para depurar un efluente.
Se puede lograr la precipitación mediante la formación de hidróxidos insolubles, compuestos carbonatados así
como la adsorción sobre flóculos, en la tabla 2 se incluyen las solubilidades teóricas residuales de diferentes
hidróxidos de metales pesados y los valores óptimos de pH necesarios para lograr la precipitación, [9].
Al emplear cal como agente neutralizante, junto a la neutralización y la precipitación de iones de metales pesa-
dos se logra separar del efluente aniones, p. ej. sulfato, fluoruro o fosfato, formando compuesto poco solubles con el
calcio, cuyas solubilidades residuales se presentan en la tabla 3(¿falta?). La precipitación de estos aniones como
compuestos difícilmente solubles del calcio debe ser tomada en cuenta en la planificación y el servicio de la instala-
ción, ya que dichos compuestos del calcio conducen muy frecuentemente a la sobresaturación y deben ser precipita-
dos primero mediante medidas técnicas especiales. La entrada de energía en las etapas de floculación y precipitación
así como la recirculación de barros son pasos que se deben planificar cuidadosamente, [9].
 46. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Metal valores óptimos de pH concentración residual, mg/l particularidades

Cu2+ 7,5 0,07
Cr2+ 9,5 0,3 anfótero, forma hexahidrocromito a partir de p H 9,5
Zn2+ 10,5 - 11 0,01 anfótero, forma tetrahidroxozincato a partir de p H 9,5
Pb2+ 10,0 - 10,3 0,03
Ni2+ 9,8 - 10,2 0,09
Cd2+ 10,5 0,09
Tabla 2.
En la depuración de líquidos cloacales las normas exigen la separación de los nutrientes nitrógeno y fósforo. La
remoción de nitrógeno (nitrificación / desnitrificación) significa que deben ser ampliados los escalones biológicos de
las plantas existentes. Según el estado de la técnica la eliminación del nutriente fósforo puede lograrse mediante el
agregado de sales de metales bi o trivalentes o medieante la dosificación de lechada de cal, regulada mediante el p H .
Una alternativa es la separación biológica de fosfatos, pero es muy difícil de lograr el cumplimiento de los límites
legales. En la oxidación biológica del nitrógeno la capacidad de ácido del efluente juega un papel importante, ya que
durante la nitrificación se forma ácido nítrico. Por ello frecuentemente en aguas poco amortiguadas no se puede
llevar a cabo una operación de la depuración biológica libre de estorbos, la dosificación adicional de de sales metáli-
cas ácidas conduce a una pérdida ulterior de capacidad amortiguadora y obligatoriamente hace necesaria la dosifica-
ción de un medio alcalino, para contrarrestar una acidificación de la etapa biológica, [9].
Los iones metálicos trivalentes, como Fe3+, Al3+, Cr3+son precipitados ya completamente en medios débilmente
ácidos. A los iones metálicos bivalentes se los puede ordenar de acuerdo a su requerimiento creciente de p H para
lograr una precipitación adecuada: Cu2+- Pb2+ - Zn2+ - Ni2+ - Cd2+. Cuando está presente un conjunto de diferentes
iones a menudo se logra una precipitación aceptable a pH más bajos. Para la precipitación de los metales zinc, plomo y
cadmio puede ser ventajoso el empleo de una solución de carbonato de sodio para lograr que precipiten como carbona-
tos. Como en los efluentes industriales se suelen presentar mezclas complejas de diferentes substancias suelen aparecer
efectos de interferencias inesperados, p. ej la presencia de substancias formadoras de complejos, como el amoníaco el
ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), que pueden impedir totalmente la formación de un precipitado, [2].
También se puede lograr la precipitación de determinados iones formando sulfuros, pro se deben tomar medidas
ante posibles problemas de olores. P. ej. CuSO4 + Na2S Na2SO4 + CuS
También se pude recurrir a la formación de fosfatos insolubles, p. ej. para remover plomo, o a la formación de
compuestos del calcio, p. ej. para quitar fluoruros, sulfatos y fosfatos, pero debe tenerse en cuenta que la solubilidad
de estos compuestos puede ser bastante considerable, por lo que quedan concentraciones no despreciables de los
respectivos aniones en la solución tratada, según la siguiente tabla
producto de la precipitación solubilidad, mg/l anión que queda en el agua y su concentración , mg/l
CaF2 16 F- 8
CaSO4 . 2H2O 2515 SO42- 1403
CaHPO4 . 2H2O 200 PO43- 110
además, la precipitación satisfacoria de fluoruros en la práctica requiere posiblemente un gran exceso de calcio,
[2].
Otros autores ...
Eisenmann Umwelttechnik. Abluft Abwasser Abfall. 9ª ed. refundida. Eisenmann. Böblingen, 2.003.
Eliminación (lit. desintoxicación) de cianuros.
El proceso más usado es el que emplea hipoclorito de sodio a un p H mayor de 10.
Durante la reacción primero se forma cloruro de cianógeno y en un paso posterior, más lento, ion cianato. El p H
nunca debe ser inferior a 10 para evitar la generación del cianuro de hidrógeno, que es un gas letal y, además, para
asegurar una velocidad suficiente al segundo paso de la reacción.
ecuación Nº reactivos condiciones productos
pH > 10,5; t < 15 min
1 NaCN + NaOCl NaCNO + NaCl
pH 12 ; t 15 min
2 2NaCN + 5NaOCl + H2O N2 + 2CO2 + 2NaOH + 5NaCl
Calculando las masas de substancias intervinientes, en el caso de reacciones estequiométricas de reactivos puros,
se puede llegar a:
Según la ec. Nº para eliminar se consume a razón de resultando a razón de

1 kg de 1kg de kg / kg NaCN kg / kg CN- kg / kg NaCN kg / kg CN-

1 NaCN CN- NaOCl 1,52 2,86 NaCNO 1,33 2,51
NaCl 1,19 2,24
2 NaCN CN- NaOCl 3,83 7,20 N2 0,29 0,55
CO2 0,90 1,70
NaCl 2,98 5,62
NaOH 0,82 1,55
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 47.

¡Ojo! Hay que revisar los valores de la tabla anterior.

También se pueden eliminar los cianuros mediante peróxido de hidrógeno, siendo una ventaja de este proceso
que no resultan del mismo sales neutras disueltas en el agua. También se debe trabajar con un p H arriba de 10. No
obstante, la lentitud de la reacción puede obligar al agregado de catalizadores en los sistemas intermitentes o por lotes.
Para sistemas continuos se recurre al uso de hipoclorito.
Es de notar que el cianato de sodio en medio neutro, al cabo de unas 10 horas, se transformaría en amoníaco y
carbonato ácido de sodio según la siguiente reacción:
pH 7 ; t 10 h
NaCNO + 2 H2O NaHCO3 + NH3

Existen otros métodos para el trabajo por lotes, como la transformación de cianuros mediante hierro bivalente,
para formar azul de Prusia o blanco de Prusia, también se puede recurrir al desdoblamiento térmico a temperaturas
de 400 ºC o mayores, generando N2 (nitrógeno) y Na2CO3 (soda); incluso se lo puede quemar nebulizándolo en una
llama, entre 1.200 y 1.400 ºC resultando N2 , CO2 y H2O.
Eliminación de cromatos.
Se reduce el cromo hexavalente a cromo trivalente y como tal se lo precipita como hidróxido mediante neutrali-
zación .
La reducción puede hacerse con ayuda de sulfito, p. ej. en forma de bisulfito de sodio, a un valor de p H por de-
bajo de 2,5. La reacción sólo tiene lugar a una velocidad suficientemente alta a un valor de p H tan bajo según la
siguiente ecuación:
Na2Cr2O7 + 3NaHSO3 + 4H2SO4 Cr2 (SO4)3 + 3NaHSO4 + Na2SO4 + 4 H2O
siendo sus condiciones pH < 2,5; t = 2 minutos
El consumo de reactivos y los productos generados se podrían estimar en el caso de reacciones estequiométricas
entre substancias puras: 2
para eliminar 1 kg de Na2Cr2O7 1 kg de Cr2O72-
se consume a razón de kg / kg Na2Cr2O7 kg / kg Cr2O72-
NaHSO3 1,19 1,44
-H2SO4 1,50 1,82
produciéndose a razón de kg / kg Na2Cr2O7 kg / kg Cr2O72-
Cr2 (SO4)3 1,5 1,82
NaHSO4 1,37 1,66
Na2SO4 0,54 0,66
H2O 0,27 0,33
¡Ojo! Hay que revisar los valores de la tabla anterior.
Un segundo método consiste en la reducción con hierro bivalente, la reacción es suficientemente rápida a valores
de pH tanto por debajo de 2,4 como por encima de 10. Este método es preferible cuando las soluciones a tratar son
básicas, pues hay un ahorro de reactivos para la acidificación. La reacción se ajustaría a la siguiente reacción:
Na2CrO4 + 3FeSO4 + 4 NaOH + 4 H2O Cr(OH) 3 + 3Fe(OH) 3 + 3Na2SO4
a un pH entre 8,5 y 12.
Eliminación de nitritos
El método usado con mayor frecuencia consiste en la oxidación con hipoclorito de sodio, a un p H entre 3 y 4,
formándose nitrato y cloruro de sodio. P. ej.:
NaNO2 + NaOCl NaNO3 + NaCl
a un pH entre 3 y 5 y un tiempo de reacción de unos 10 minutos.
Otra posibilidad es su reducción con ácido amidosulfónico, a un pH <4 y un tiempo de reacción de unos 10 mi-
nutos, generándose nitrógeno y sulfato. Según la ecuación
NaNO2 + NH2SO3H N2 + NaHSO4 + H2O
Finalmente se puede reducir el nitrito con ácido úrico, a pH ligeramente ácido, generándose nitrógeno y anhídri-
do carbónico.
Como los dos últimos procesos son difíciles de controlar se los usa para tratamientos por lotes,
Tratamiento de efluentes que contienen una gran carga orgánica o ésta es tóxica
Estos efluentes o son muy difíciles de tratar biológicamente en plantas públicas, o directamente no se pueden tra-
tar en las mismas.
Tales efluentes deben sufrir un pretratamiento mediante oxidación química que transformen químicamente las
substancias tóxicas en otras menos tóxicas y, por lo tanto, más biodegradables.
En base a los costos de servicio debería mantenerse el consumo de oxidante lo más pequeño posible. Frecuente-
mente alcanza sólo con oxidar las substancias perturbadoras para asegurar una degradación completa de las substan-
cias residuales en la planta de tratamiento biológico conectada a continuación.
Para la oxidación química junto con el ozono y el peróxido de hidrógeno en combinación con radiación ultravio-
leta también es apropiado el reactivo de Fenton, constituido por peróxido de hidrógeno en combinación con sales
ferrosas como catalizador.
 48. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Técnicas de regulación y gobierno

Regulación de procesos de detoxificacón
En la detoxificación de cianuros mediante agregado de hipoclorito de sodio se debe mantener un pH mayor a 10.
Para ello se consume un álcali y debe regularse el pH . Se acostumbra usar una regulación abierto - cerrado, que es
menos costosa, y se dosifica el hipoclorito sólo cuando se supera el valor mínimo fijado para el p H .El agregado de
hipoclorito se regula mediante el potencial de oxidación reducción. El tratamiento pude hacerse en forma continua o
por lotes,
Hoy en día las autoridades prefieren el tratamiento por lotes, fundamentalmente pues ofrece mayor seguridad y
mejores posibilidades de control. Regularmente las instalaciones continuas sólo se autorizan cuando el caudal
afluente del proceso productivo supera lo 20 m3 en 8 horas, luego de que se hayan tomado toda las medidas técnicas
para minimizarlo.
En el proceso por lotes el efluente a tratar se carga en un recipiente, el llamado reactor de carga, este reactor está
provisto de un agitador. Los pasos necesarios para el tratamiento se ejecutan uno tras otro. El gobierno del sistema
puede hacerse manual o automáticamente.
Tanto en sistemas continuos como por lotes se puede recurrir a sistemas de gobierno automáticos mediante el
uso de computadoras.
El sistema de regulación y control se compone de: electrodos de medición, amplificadores y regulador, termi-
nando en un dosificador para el reactivo.

Tratamiento contínuo
Tratamiento por lotes
ANEXO 1
Repaso de algunas ideas básicas de química, extraídas de [1].
Para simplificar podemos aceptar que en las disoluciones acuosas un ácido aumenta la concentración de cationes
H+ y una base la de aniones OH-.
Las reacciones entre ácidos y bases se suelen usar para la neutralización de un líquido, en ellas los cationes H+ se
asocian con los iones OH- y se originan las moléculas H2O según la ecuación neta: H+ + OH- = H2O.
Así al neutralizar un ácido fuerte, como el clorhídrico, HCl, con una base fuerte, como el hidróxido sódico, NaOH,
se produce:
H+ + Cl- + Na+ + OH- H2O + Cl- + Na+
Como os iones Cl- y Na+ aparecen en ambos miembros, pues permanecen en solución, se pueden suprimir que-
dando la ecuación neta: H+ + OH- = H2O ya vista.
Por otra parte recordemos que el número de oxidación, o estado de oxidación se define como la carga eléctrica
que parece poseer un átomo cuando se cuentan sus electrones de acuerdo con ciertas reglas un tanto arbitrarias:
1) en lo elementos libres, el número de oxidación de cualquiera de sus átomos es cero, por ejemplo el hidrógeno
en H2 o el fósforo en P4 tienen número de oxidación cero;
2) en los iones simples (monoatómicos) el número de oxidación es igual a la carga del ion, p. ej. el hierro puede
formar iones bi o tripositivos (2+ ó 3+) por lo que puede tener número de oxidación 2 ó 3 según el caso;
3) en la mayor parte de los compuestos hidrogenados el número de oxidación del hidrógeno es +1;
4) en la mayor parte de los compuestos que contienen oxígeno el número de oxidación de este elemento es -2.
Así en el agua el hidrógeno tiene número de oxidación +1 y el oxígeno -2.
Pero en ambos casos existen excepciones, por ejemplo:
a) en hidruros con elementos menos electronegativos, como el sodio, en cuyo caso se considera que es -1 el del
hidrógeno y +1 el del sodio,
b) en los peróxidos existe un enlace oxígeno - oxígeno y su estado de oxidación es -1, p. ej. en el peróxido de
hidrógeno H2O2 se considera que el estado de oxidación del hidrógeno es +1 y el del oxígeno -1;
c) al combinarse el oxígeno con el flúor, que es más electronegativo, se le asigna número de oxidación -1 al flúor
y +2 al oxígeno;
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 49.

5) la suma de todas las cargas aparentes de una partícula debe ser igual a la carga neta de la misma, veamos al-
gunos ejemplos de interés:
la molécula de agua H2O es neutra, los dos hidrógenos tiene una contribución aparente de carga 2 x (+1) = +2, y
el oxígeno una de -2, es decir +2 - 2 = 0 como dijimos;
en el caso de la sacarosa o azúcar de caña, C12H22O11 , al carbono se le asigna número de oxidación cero, pues la
carga total aparente +22 de los 11 átomos de hidrógeno se anula con la -22 de los 11 átomos de oxígeno.
Se llama oxidación a la transformación química en la que el número de oxidación aumenta y reducción a aquella
en la que dicho número disminuye.
P. ej. al reaccionar el hidrógeno con el oxígeno para dar agua según 2H2 + O2 2 H2O el número de oxida-
ción del hidrógeno pasa de 0 á +1, es decir el hidrógeno se oxida, en cambio el oxígeno pasa de 0 á -2, o sea se reduce.
Es decir, en los procesos de oxidacón y de reducción hay transferencia de electrones, la substancia que se oxida
cede electrones y la que se reduce los recibe, además son procesos simultáneos, cuando alguna substancia cede elec-
trones otra los ha de recibir.
Se llama agente oxidante a aquel que realiza la oxidación, es decir la que recibe los electrones, disminuyendo su
número de oxidación es decir reduciéndose en la reacción. A la inversa se llama agente reductor a aquel que provoca la
reducción, es decir la que cede los electrones, incrementando su número de oxidación o sea oxidándose en la reacción.
Así en la formación de agua por reacción entre el oxígeno y el hidrógeno, ya vista, el oxígeno es el agente oxi-
dante, el hidrógeno el agente reductor y el agua el producto de la reacción.
A veces distintas moléculas de una misma substancia puede actuar entre sí, unas como reductoras y otras como
oxidantes, se dice que la misma sufre una autooxidación o desproporcionización, por ejemplo el peróxido de hidró-
geno según sigue:
H2O2 + H2O2 H2O + O2 en la cual el oxígeno pasa de estado de oxidación -1 en el peróxido de hidrógeno á -2
en el agua y a 0 en la molécula de oxígeno.
ANEXO 2
Ajustes del pH
El peso molecular, o masa molecular relativa, de una substancia es una magnitud adimensional que se calcula
multiplicando el peso atómico de cada uno de los elementos que intervienen en la fórmula química de dicha subs-
tancia por el número de átomos de esos elementos en la fórmula y sumando los valores así obtenidos, [4], p. ej. en el
caso del ácido sulfúrico, cuya fórmula es H2SO4 , el peso molecular será:
peso atómico del hidrógeno 1, multiplicado por 2, ya que ése es el número de sus átomos en la fórmula, como lo
indica su subíndice en la misma, resulta 1 x 2 = 2
peso atómico del azufre 32, multiplicado por 1, ya que ése es el número de sus átomos en la fórmula, como lo
indica su subíndice en la misma, resulta 32 x 1 = 32
peso atómico del oxígeno 16, multiplicado por 4, ya que ése es el número de sus átomos en la fórmula, como lo
indica su subíndice en la misma, resulta 16 x 4 = 64
por lo que el peso atómico del ácido sulfúrico será 2 + 32 + 64 = 98
La molécula gramo o mol de una substancia pura es la masa, en gramos, numéricamente igual a su peso molecular, [1]
y [4]. Molaridad de un soluto es el número de moles de ese soluto contenidos en un litro de solución, y se la suele
designar por M, [1]. P. ej. una solución 1 molar de ácido sulfúrico en agua contiene 1 mol de dicho ácido, es decir
98 g, por cada litro de solución.
Recordemos que el producto iónico del agua Kase define como Ka = [H+] * [OH-]
y vale Ka = 1,0 * 10-14para el agua pura a 25ºC, [1].
Además se define el potencial hidrógeno o pH como pH = log [H+]-1 por lo tanto [H+] = 10-pH
entonces en un líquido muy básico, p. ej. con pH = 14 la concentración de iones hidrógeno en el mismo será
[H+] = 10 -14 M
y como debe cumplirse Ka = [H+] * [OH-] = 1,0 * 10 -14la del ión hidroxilo será
14
Ka 10 14 ( 14)
OH 14
10 100 1M
H 10
Como dijimos, la molaridad de un soluto en una solución es el número de moles de ese soluto por litro de solu-
ción , así [H+] = 10 -14 M significa que en esa solución hay 10-14moles de iones hidrógeno por litro, si un mol de
iones hidrógeno pesa 1 g, en un litro de dicha solución habrá 10 -14g de iones hidrógeno.
Si queremos llevar el pH de ese líquido p. ej. al valor 8,5 en el mismo la concentración final de iones hidrógeno
será
[H+] = 10 -8,5M
resultando
Ka 10 14 14 ( 8, 5) 5, 5
OH 10 10 M
H 10 8,5
por lo que deberán neutralizarse
(1 - 10-5,5) 1 mol de iones OH- por litro de solución introduciendo un mol de iones H+ mediante el agregado de
un ácido.
 50. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Supongamos usar una solución de ácido clorhídrico, HCl, al 30 % en peso, es decir cada kilogramo de solución
tendrá 300 gramos de ácido clorhídrico, que como es un ácido muy fuerte supondremos totalmente disociado en
iones Cl- e iones H+
el peso molecular del HCl vale 1 + 35,5 = 36,5
por lo tanto 300 g de ácido corresponden a 300 g / 36,5 g/mol = 8,22 moles, o sea en 1 kg de solución hay 8,22
moles, como necesitamos 1 mol usaremos
1 mol
0,122 kg
8, 22 mol
1 kg
Agradedimientos: A Dos, nuestro Señor, la Virgencita y mis Padres.
Juan Manuel Sánchez, 10 VI 2.008
BIBLIOGRAFÍA
[1] Sienko, M. J., Plane, R. A. Química. Aguilar. Madrid, 1.967.
[2] Entgiftung. Neutralisation. Fällung. Adsorption. Adolf Plinke Söhne. ChemieanlagenBad Homburg. s.f.
[3] Neutralisation alkalischer Wässer. Einfach und umweltfreundlich mit Kohlendioxid. Linde AG. Höllriegels-
kreuth. s.f.
[4] Haitz, Carlos R. Curso de química general e inorgánica. Prensa Universitaria Argentina. Buenos Aires, 1.965.
[6] Según información del Sr. Ing. Don Floremcio Evaristo Sánchez, mi Papá.
[7] Kalklöschanlagen. Michael Glatt. Maschinenbau GmbH. Abensberg, s.f.
[8] Leitfaden Umwelttechnik. Abluftreinigung. Abwasserbehandlung. Abfall-Energietechnik. Eisenmann
Maschinenbaugesellschaft mbH. 3ª ed., 1.984. Böblingen.
[9] Kalk für den Umweltschutz. Hinweise zu seiner Verwendung. Bundeserband der Deutschen Kalkindustrie
e.V. Colonia, s. / f.
Ubicación del punto en donde se agregan los productos químicos en una planta de tratamiento de efluentes líquidos.
Debemos distinguir dos casos extremos:
1) el efluente no es tratable biológicamente, p. ej. el que procede de una galvanoplastia, sin estar mezclado con
líquidos cloacales o similares,
2) el efluente si es tratable biológicamente y el agregado de substancias químicas coadyuva al biológico o lo
complementa; p. ej. coadyuva cuando en determinadas circunstancias se pueden mejorar las características
de sedimentación agregando un coagulante y floculante; en cambio complementa cuando se remueve fósfo-
ro por precipitación química o se desinfecta un líquido por agregado, precisamente, de un desinfectante.
En el primer caso el tratamiento en sí consiste normalmente en el agregado de los reactivos, en un medio sufi-
cientemente agitado, dejar pasar el tiempo para que tengan lugar las reacciones necesarias en las condiciones del
medio (pH, temperatura, potencial de oxidación – reducción, turbulencia, etc.) y separar el líquido tratado de los
productos de reacción.
El método de separación dependerá de las características de los productos, p. ej. en una remoción de cianuro por
oxidación, los productos serán fundamentalmente gases (CO2 y N2) que se evacúan directamente a la atmósfera, pero
en el caso de reducción de cromo hexavalente y posterior precipitación como hidróxido de cromo trivalente habrá
una sedimentación complementada, normalmente, con una filtración de los barros.
En cuanto al líquido tratado se lo puede enviar a un cuerpo receptor o reusarlo, según su calidad y las necesida-
des locales pueden requerir un ajuste p. ej. de pH; los productos de reacción tendrán diferentes destinos de acuerdo a
sus características y posibilidades de uso, así en el caso de los cianuros, los gases resultantes directamente se vente-
an a la atmósfera, en cambo el hidróxido de cromo III de acuerdo con la legislación vigente se manejará como un
residuo peligroso o no, o bien se puede emplear en algún proceso industrial.
En cualquier caso el orden en el que se agregan los productos químicos y el punto en el que se lo haga depen-
derán de las necesidades del proceso de tratamiento, así primero se agrega el reductor del Cr(VI) y luego el alcalini-
zante necesario para precipitar el Cr(III) generado como consecuencia del paso anterior.
En el segundo caso, cuando el agregado de una substancia química es parte de un tratamiento biológico, las co-
sas son más complejas, pues hay que considerar las relaciones entre las substancias agregadas, sus productos o sub-
productos de reacción y los organismos vivos que integran el proceso de tratamiento.
En principio la desinfección del efluente se hace siempre al final del tratamiento biológico, precisamente para no
interferir en el mismo.
Si se ha optado por una remoción de fósforo por vía química hay varias alternativas:
agregado de sales metálicas, fundamentalmente de aluminio o hierro (como sulfato de aluminio, aluminato de
sodio, cloruro férrico o ferroso, sulfato ferroso) que forman los fosfatos correspondientes (AlPO 4 , FePO4 ó
Fe3(PO4)2, según el caso) y precipitan, también se puede emplear cal, pero los inconvenientes asociados a este último
método limitan su uso, principalmente la cantidad de barros generados y los problemas de operación y mantenimien-
to relacionados con su manipulación, almacenamiento y alimentación de los reactivos, [EPA625/1/87/001], aunque
el empleo de cal permite la recuperación de fosfato de calcio útil en la industria, [Gleisberg, D. et al.Entfernung von
Phosphaten aus Abwässern und Nutzbarmachung von Klärschlämmen. Hoechst AG, Hürth, 1987].
Agregado de reactivos para aumentar la remoción de DBO y de sólidos suspendidos, mediante coagulación flo-
culación. Resumido de[EPA430/9-79-018].
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 51.

El agregado de los reactivos antes del sedimentador primario requiere una mezcla muy buena, que puede impli-
car la necesidad de una cámara con un mezclador mecánico al efecto, pero aumenta la eficiencia de la planta de
tratamiento si: 1) el caudal afluente a la misma es muy variable o, incluso, intermitente, 2) es limitado el espacio
disponible que se necesita para una sedimentación adicional, 3) el líquido a tratar es una mezcla con efluentes indus-
triales que interfieren en el tratamiento biológico, 4) la planta está sobredimensionada hidráulicamente u orgánica-
mente, 5) cuando, como medida provisora, se plantea una mejora en una planta existente hasta que se lleven a cabo
las soluciones definitivas.
Pero deben tenerse en cuenta las consecuencias en las unidades que completan el tratamiento, por ejemplo una
reducción de la D.B.O. del efluente a tratar en la cámara de aeración de una planta de barros activados puede condu-
cir a un proceso de nitrificación inesperado en la misma, que aumenta considerablemente el consumo de oxígeno,
pues la nitrificación 1 kg de nitrógeno amoniacal demanda aproximadamente 4,6 kg de oxígeno. Por otra parte, la
reducción de carga orgánica a la cámara redunda en ajustes en el manejo del barro que, además cambiará su calidad por
el agregado de los reactivos. Si se emplea cal hay que tener en cuenta sus efectos sobre el pH y la actividad biológica.
Si se agregan los reactivos en varios puntos de la planta en general aumenta la cantidad de barros, tanto en peso
como en volumen.
Revisar: ¿no se debe agregar cal entre la cámara de aeración y el sedimentador II?
Agregado de reactivos para remoción de fósforo. Resumido de [EPA430/9-79-018].
La presencia de polifosfato interfiere en su coagulación y floculación no así la de ortofosfato.
Si se usa cal se la puede agregar antes del sedimentador primario en una planta de tratamiento biológico, pero si
el pH aumenta puede afectar el tratamiento biológico, no se debe exceder un valor de aproximadamente 9. Tiene la
ventaja de aumentar la remoción de materia orgánica y sólidos suspendidos durante la sedimentación primaria,
reduciendo la carga orgánica a la cámara de aeración.
Una alternativa es agregar la cal luego del tratamiento biológico y antes del sedimentador secundario, con lo que
se asegura la existencia de la cantidad de fósforo necesaria para los procesos biológicos, o se reduce la cantidad a
agregar en los casos de efluentes pobres en fósforo. Además, el tratamiento biológico transforma muchos de los
fosfatos complejos en ortofosfatos más fáciles de remover químicamente, pero debe cuidarse que el p H de los barros
a recircular no afecte los procesos biológicos en la cámara de aeración.
En el caso de usar sales de aluminio antes del sedimentador primario se incrementa la remoción de sólidos sus-
pendidos y de materia orgánica, pero requiere un mayor consumo del reactivo. Si se las agrega en la cámara de aera-
ción permite aprovechar la turbulencia en la misma para un mezclado correcto del reactivo. Tal vez el mejor lugar
para agregar el reactivo sea a la entrada el sedimentador secundario, donde reina una turbulencia adecuada y los
fosfatos complejos se han transformado, en la cámara de aeración, en formas más fáciles de remover por la acción
del reactivo.
Una alternativa es agregar la cal luego del tratamiento biológico y del sedimentador secundario, con lo que se
asegura la existencia de la cantidad de fósforo necesaria para los procesos biológicos, o se reduce la cantidad a agre-
gar en los casos de efluentes pobres en fósforo y se evitan los efectos sobre los microorganismos asociados a un
incremento del pH. Además, el tratamiento biológico transforma muchos de los fosfatos complejos en ortofosfatos
más fáciles de remover químicamente, pero debe cuidarse que el pH de los barros a recircular no afecte los procesos
biológicos en la cámara de aeración.
Tabla. Comparación de ventajas y desventajas de la ubicación de los puntos donde se agregan los reactivos.
antes del sedimentador primario
ventajas inconvenientes
puede existir la turbulencia adecuada para una puede necesitarse una cámara previa de mezcla si la turbulencia
buena mezcla, del líquido no es suficiente,
reduce la carga de DBO y de sólidos suspendidos las condiciones en el sedimentador primario aseguran una flocu-
para las etapas siguientes lación adecuada, sin necesidad de una cámara especial
la existencia de formas de fósforo diferentes al ortofosfato puede
reducir la eficiencia de remoción del mismo
pueden tener lugar reacciones que obliguen a un mayor consumo
de reactivo
directamente a la cámara de aeración o entre ésta y
el sedimentador secundario
es una solución flexible que permite ajustar el las condiciones del flujo pueden no ser óptimas
punto de inyección a las mejores condiciones de según la calidad de los reactivos usados puede haber un incre-
coagulación y floculación mento de sólidos disueltos en el efluente tratado
agregado en varios puntos a lo largo del tratamiento
suele ser técnica y económicamente la mejor solu- puede requerir el uso de coadyuvantes de coagulación como
ción polielectrolitos aniónicos antes del sedimentador secundario para
remover flóculos de fosfatos metálicos dispersos
Tabla elaborada a partir de [EPA 625/1-87/001]
 52. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Coagulación, floculación y sedimentación

En los procesos de coagulación y floculación usados para remover partículas coloidales de un líquido las etapas son:
1) coagulación: mediante un coagulante se neutralizan las cargas de las partículas coloidales; en general se usan
iones de carga opuesta a la de las partículas coloidales, por ejemplo Al 3+ ó Fe3+para neutralizar las partículas negati-
vas de la arcilla que le dan turbiedad al agua de nuestro río de la Plata. Conviene que la coagulación se haga en me-
dios muy turbulentos, para asegurar una adsorción rápida y efectiva de los iones sobre las partículas;
2) floculación: las partículas neutralizadas en el paso anterior se reúnen entre sí para formar flóculos, para favo-
recer el contacto de una con otra y el crecimiento de los flóculos debe haber cierta turbulencia, pero no mucha, para
evitar que se "rompan" los flóculos, pues las fuerzas que retienen las partículas entre sí son débiles;
3) sedimentación: los flóculos formados previamente se hunden en el líquido por acción de la gravedad, es decir
sedimentan. Idealmente el medio tendría que tener turbulencia nula, para evitar por ejemplo que velocidades even-
tualmente ascendentes del líquido retrasen, o incluso impidan, la sedimentación.
La primera etapa, la coagulación, se lleva a cabo en una cámara con agitación vigorosa o bien directamente
agregando el coagulante en el caño de aspiración de las bombas, lo más cerca posible de la entrada a las mismas,
según nos contaba el Dr. Larghi, [1], que en paz descanse. Para la floculación se dispone de una cámara con agitado-
res de paletas, de movimiento muy lento, y de ellas el líquido pasa, lo más suavemente posible, p. ej. a través de una
pared perforada, al sedimentador, en el que dejará los flóculos, para salir relativamente clarificado.
[1] Comunicación en clase.
Tratamientos biológicos de efluentes líquidos.
Cuando en un líquido se encuentran substancias biodegradables o biotransformables, ya sea disueltas o como coloi-
des en suspensión, se puede apelar a organismos vivos con el fin de separarlas del medio, es decir de "tratar" el líquido.
Entonces un tratamiento biológico consiste en lograr las condiciones para que, mediante la acción de seres vivos:
1) se transforme una substancia contaminante en otra u otras que no lo sean, por ejemplo mediante la respi-
ración aeróbica se transforma la materia orgánica básicamente en anhídrido carbónico y agua, es decir en substan-
cias que, normalmente, se consideran no contaminantes;
2) se transforme una substancia contaminante en otra u otras más fáciles de remover del medio líquido,
aunque en sí continúen siendo, de alguna manera, contaminantes, p. ej. transformar una substancia disuelta en un
precipitado que se puede quitar fácilmente por sedimentación, como es el caso de conseguir que la materia orgánica
se incorpore a seres vivos, que en sí son sólidos que individualmente o agrupados en flóculos sedimentan.
Dichos objetivos se pueden lograr mediante un solo paso o en varios sucesivos, por ejemplo para la remoción del
amoníaco, o del ión amonio según sea el pH del medio, se recurre a transformarlo en nitratos, mediante bacterias
nitrificantes en un medio aeróbico, y luego a éstos en nitrógeno gaseoso, mediante bacterias heterótrofas anaeróbi-
cas, en un medio anaeróbico, más estrictamente hablando, anóxico. Incluso, cuando muchas veces parece haber un
paso único, en realidad son varios, en los que intervienen distintas especies de seres vivos que se condicionan mu-
tuamente y con el medio que los rodea.
Aclaremos que cuando las substancias a remover tienen un tamaño y densidad tales que se las puede separar físi-
camente suele ser más económico y sencillo hacerlo de esa manera, p. ej. mediante rejas, tamices o sedimentadores.
Normalmente las substancias a remover biológicamente están constituidas por materia orgánica disuelta o coloi-
dal, aunque cada vez adquiere más importancia la remoción biológica de compuestos inorgánicos, tales como los del
nitrógeno. En primer lugar nos referiremos a la remoción de materia orgánica y, luego, trataremos de la extracción
biológica de compuestos inorgánicos.
En general en todo tratamiento biológico encontramos:
1. materia orgánica, que es el alimento y suele llamarse el sustrato,
2. nutrientes, como el fósforo, el nitrógeno, el potasio y otros, en general como compuestos solubles,
3. seres vivos, que constituyen la población, constituida en particular por comunidades de microorganismos, ma-
yormente de bacterias y hongos, también de protozoarios a los que se agregan metazoos y, según los casos, algas y
plantas superiores,
4. un aceptor de iones hidrógeno, a saber:
a.el oxígeno, en los sistemas aeróbicos,
b. substancias inorgánicas (NO3- , SO42- , etc.) u orgánicas, en los sistemas anaeróbicos.
Para extraer biológicamente la materia orgánica disuelta o coloidal se pueden seguir fundamentalmente dos caminos:
1. lograr que sea incorporada a la biomasa, p. ej. como una bacteria, o retenida en ella, p. ej. por adsorción, y ex-
traerla conjuntamente con la misma, es decir convirtiéndola en parte de un semisólido, que podemos llamar un ba-
rro, de remoción más o menos sencilla, p. ej. por sedimentación;
2. procurar que los seres vivos la metabolicen y transformen en substancias minerales, agua y gases, p. ej. a la
materia orgánica en anhídrido carbónico y agua en medios aeróbicos, o en anhídrido carbónico y metano en anaeró-
bicos, en los cuales, además p. ej. podrán transformar el ión nitrato en nitrógeno gaseoso.
La separación entre ambos caminos no es neta, así la retención de materia orgánica mediante adsorción suele ir
acompañada por su degradación parcial, al ser usada por los seres vivos en su metabolismo, o su incorporación co-
mo materia de una nueva célula.
Trataremos en primer lugar de los sistemas aeróbicos, en ellos el oxígeno se puede aportar en forma absoluta-
mente natural, mediante la fotosíntesis y el intercambio natural con la atmósfera, o en forma forzada, inyectando aire
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 53.

mediante aeradores. Aunque normalmente se usa el aire atmosférico como fuente inmediata de oxígeno a veces se
apela a la inyección de oxígeno comercial, en cuyo caso la atmósfera sería una fuente mediata de oxígeno.
A los métodos biológicos aeróbicos para el tratamiento de efluentes líquidos se los puede clasificar [1]:
procedimientos más próximos a los naturales:
lagunas de estabilización y humedales artificiales.
procedimientos más controlados por el hombre:
de lecho móvil:
barros activados,
de lecho fijo:
lechos percoladores, lechos sumergidos e instalaciones de biofiltración de líquidos,
Veamos algunos detalles de cada uno de ellos.
Humedales artificiales.
Según el Diccionario un humedal es un terreno húmedo, o sea que participa de la naturaleza del agua. En nues-
tro caso se suele hablar de humedales naturales haciendo referencia a zonas naturales cuyos terrenos están saturados
de agua, como los pantanos, esteros, etc. Es decir, ampliando la definición que el Diccionario da para estero pode-
mos decir que en general son terrenos bajos, pantanosos, muchas veces intransitables, que suelen llenarse de agua
por la lluvia o por la filtración de un río o laguna cercana, y que abundan en plantas acuáticas.
A los efectos de tratar efluentes líqui-
dos, principalmente cloacales o similares,
se construyen humedales artificiales,
también llamados lechos de plantas
(Pflanzenbeete en alemán) es decir zonas
de terreno de poca profundidad, de planta
rectangular, normalmente rellenas con un
suelo seleccionado, arenoso y permeable
en el que se plantan especies vegetales
adaptadas a vivir con sus raíces en el
agua, por ejemplo juncos, el líquido fluye
a través de los mismos y gracias al com-
plejo ecosistema que se forma entre las
raíces se retienen y degradan sus conta-
minantes, principalmente la materia
orgánica. Figura 1. Humedales artificiales de flujo horizontal y vertical, mo-
En la figura 1 hemos tratado de repre- dificado a partir de [1].
sentar los dos tipos fundamentales de humedales artificiales, los de flujo horizontal y los de flujo vertical, dibujados,
con modificaciones, a partir de [1].
Se recomienda un coeficiente de permeabilidad del cuerpo de relleno kf 10 -3 = 10 -4 m/s, p. ej. arena mediana o
grava fina de cantos redondeados con tamaños de grano entre 0,1 y 3 mm, con d 10 > 0,2mm, hasta un 5% de arcilla
puede mejorar las propiedades adsorbentes para retener fosfatos, pero tiene una vida limitada, p. ej. de 5 a 10 años.
Como plantas sirven todas las heliofitas de juncal, es decir las que requieren plena exposición al sol y suelos sa-
turados de agua. [1].
El fondo puede ser de suelo natural con kf < 10 -8 m/s, también se lo puede impermeabilizar con una capa de ar-
cilla de al menos 30 cm de espesor, o con una película plástica de 1 mm de espesor, los taludes se diseñan según las
condiciones del suelo del lugar, en general con una pendiente de 1 : 2 o menos[1].
En la tabla 1 incluimos las dimensiones fundamentales para el tratamiento de efluentes domésticos, según [1].
Tipo de superficie específica, superficie mínima del humedal, espesor mínimo del material de relleno,
flujo (m2/habitante) (m2) (cm)
horizontal >5 20 50
vertical >2,5 10 80
Tabla 1. Dimensiones fundamentales de humedales artificiales para el tratamiento de efluentes domésticos a
usar en instalaciones pequeñas, [1].
Existen métodos de cálculo detallados para instalaciones de humedales para tratar líquidos cloacales o de cría de
animales, entre otros, [2] y [3].
Para evitar la obstrucción del lecho, la generación de olores y el exceso de moscas y mosquitos se recomienda
que el líquido a tratar no arrastre substancias sedimentables ni flotantes, para eso se debe instalar como pretrata-
miento una cámara séptica, p. ej. de tres cámaras con 1,5 m3 de volumen útil por habitante y 6 m3 totales como
mínimo, [1].
Para evitar accidentes por el ingreso de personas, sobre todo niños, o animales se recomienda usar un alambrado
perimetral, la distancia mínima a casa habitación es de 15 á 20m y no se deben instalar cuando en las cercanías hay
captación de aguas subterráneas para bebida humana, etc., [1].
 54. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Poblemas potenciales de los humedales. Resumido a partir de [3].

Transmisión de enfermedades.
Ocasionalmente aparecen preguntas sobre la posibilidad de que se transmitan enfermedades por animales silves-
tres que entran al humedal y luego se desplazan a otros lugares. No hay dudas que ciertos pájaros, mamíferos terres-
tres, reptiles e insectos son atraídos a los humedales de tratamiento. En el caso de sistemas municipales de trata-
miento con humedales, que se han usado mundialmente por décadas, nunca se ha informado sobre problemas de
transmisión de enfermedades causados por animales migratorios, aún cuando muchos de estos sistemas se han usado
como sitios de nidificación por aves acuáticas.
Si los humedales no incluyen áreas de aguas abiertas, las poblaciones de aves se limitarán a especies no acuáti-
cas, tales como mirlos malvís (redwing blackbirds) y mirlos de cabeza amarilla (yellow headed blackbirds) . En
otras palabras, normalmente estos pájaros no toman contacto con el agua contaminada. Usualmente ése es el caso
con humedales para el tratamiento de residuos animales.
En situaciones de no humedales debería notarse que los frailecillos norteamericanos (killdeer) caminan a menu-
do sobre los objetos flotantes de las lagunas para efluentes de animales y las garzas comen de los excrementos del
ganado sin inquietud por la transmisión de enfermedades.
También se debe notar que un cierto número de hombres de ciencia e investigadores (Gutenspergen et al. 1993;
Lofgren, 1993; Kadlec y Knight, 1996) han descripto los efectos positivos para los animales silvestres asociados con
los humedales para el tratamiento de líquidos cloacales.
Así, en base a la gran experiencia con humedales municipales, el acceso limitado de aves acuáticas a los hume-
dales para efluentes de animales, el amplio acceso de los pájaros a otras fuentes de de residuos animales y la aparen-
te falta de evidencia que vincule humedales para tratamiento de efluentes con riesgos a la salud hacen pensar que
son mínimos los problemas potenciales relacionados con la transmisión de enfermedades por pájaros asociados con
humedales para efluentes de animales.
Parece que no hay evidencia que otros mamíferos, reptiles o insectos hayan contraído ninguna enfermedad de los
humedales artificiales o que hayan migrado a otros sitios y, de ese mdo, transmitir enfermedades.
Daños por animales.
Tanto las nutrias como las ratas almizcleras han sido un problema en humedales artificiales para el tratamiento
de efluentes de animales. Si no se los controla a estos animales pueden hacer madrigueras entre las celdas de los
humedales y destruir la vegetación. Se requiere vigilancia para asegurar que se controle este tipo de invasores. Don-
de se sepa que ocurrieron estos problemas, se deben sacar los animales y tomar las medidas medidas para prevenir
futuros accesos.
También ha entrado ganado a humedales para tratamiento y dañado la vegetación. Si los animales que pacen pueden
ser un problema puede requerirse una cerca para proteger la vegetación, terraplenes y estructuras de control del agua.
Tipos de humedales artificiales.
Para tratar efluentes de animales se pueden usar
tres tipos de humedales artificiales: de flujo superfi-
cial, flujo subsuperficial y sistemas con plantas acuá-
ticas flotantes (Fig. 1).
En tanto sistemas de humedales naturales se usa-
ron en algunos casos para el tratamiento municipal,
los mismos no han sido considerados "artificiales" y
probablemente no son candidatos para el tratamiento
de residuos animales. Por lo tanto la discusión si-
guiente sólo describe los tipos principales de humeda-
les artificiales.
1. Humedales artificiales de flujo superficial .
Es el tipo de humedal más usado para el trata-
miento de efluentes de animales y el único recomen-
dado corrientemente por el Servicio de Conservación
de los Recursos Naturales del Departamento de Agri-
cultura de los EE. UU. (USD NRCS, 1991).
Los humedales artificiales de flujo superficial son
depósitos de agua poco profundos en los que se ha
plantado vegetación emergente arraigada. (Emergente
significa que la estructura de la planta se extiende por
encima de la superficie del agua). El efluente líquido
es tratado cuando pasa por encima del fondo del Figura 1. Tipos de humedales artificiales para el trata-
humedal y a través de las plantas y el material deposi- miento de efluentes líquidos.
tado en el fondo
La retención de nutrientes por la vegetación acuática es muy pequeña en comparación con la carga de nutrientes
en la columna de agua; por lo tanto se considera innecesaria la remoción de nutrientes del humedal por la siega de
las plantas. En cambio, los nutrientes y la materia orgánica biodegradable contenidos en el agua residual son con-
vertidos y removidos eficientemente dentro del humedal artificial de flujo superficial mediante la capacidad asimi-
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 55.

ladora del la flora microbiana (principalmente bacterias y hongos). Los diferentes mecanismos implicados en el
tratamiento serán discutidos en detalle en el capítulo Mecanismos de tratamiento.
Las ventajas de los humedales artificiales de flujo superficial incluyen: 1) su capacidad para tratar eficientemen-
te efluentes muy cargados asociados con descargas de lagunas para tratamiento de efluentes de animales y otros
sistemas de pretratamiento; 2) su costo relativamente reducido en comparación con el de los sistemas subsuperficia-
les; 3) su manejo relativamente fácil; y 4) su facilidad de reparación y mantenimiento si ocurren problemas. Por
estas razones y el hecho de que el Departamento de Agricultura de los EE. UU. recomienda comúnmente para el
tratamiento de residuos animales sólo sistemas de flujo superficial, el humedal artificial de flujo superficial será el
foco de este informe.
2. Humedales de flujo subsuperficial.
Los humedales de flujo subsuperficial contienen grava, rocas o suelo (soil media) por debajo del nivel del terre-
no, a través de los cuales pasa el agua residual en dirección horizontal. El nivel del agua se mantiene justo por deba-
jo de la altura de la superficie del medio poroso. Se cultivan plantas hidrófilas emergentes en la superficie, con sus
raíces penetrando el medio poroso saturado. El lecho y las raíces que penetran en él tienen un área superficial exten-
sa sobre la cual crecen las bacterias; así el sistema funciona de manera algo parecida a un lecho percolador con re-
lleno de piedras en una planta municipal para tratamiento de aguas residuales. Pero, a diferencia de lo que ocurre en
los lechos percoladores, parece que las raíces suministran zonas microscópicas de aeración que ayuda al proceso de
tratamiento. (Ver Vegetación).
Los humedales de flujo subsuperficial tienen una ventaja en climas fríos pues el tratamiento tiene lugar debajo de
la superficie del terreno y por eso las comunidades bacterianas están algo aisladas del aire helado. Además los sis-
temas de flujo subsuperficial carecen virtualmente de olores y los mosquitos no resultan un problema. Cuando están
diseñados adecuadamente, los humedales basados en grava son muy eficientes para remover materia orgánica bio-
degradable y nitratos de las aguas residuales.
Cuando se usan para tratar aguas residuales diluidas los humedales de flujo subsuperficial se pueden plantar con
varios tipos de plantas atractivas tales como lirios (canna lilies) (Canna flaccida), orejas de elefante (elephant ear)
(Colocasia esculenta) y pasajera (spiderwort)(Tradescantia spp.). Tales sistemas se usan con buen resultado en áreas
rurales para tratar aguas residuales domésticas, especialmente para residencias unifamiliares.
Una desventaja mayor de los humedales de flujo subsuperficial es la posibilidad de que se tapen, causando que el
agua forme un charco en la superficie. Esta posibilidad es muy grande para aquellos sistemas que tratan efluentes de
ganadería, los que normalmente tienen concentraciones muy grandes de sólidos. Además los costos de instalación
típicamente son como mínimo cinco veces mayores que los de los sistemas de flujo superficial de la misma área.
(Kadlec y Knight, 1.996). Así, debido a la posibilidad de que se tapen y a los costos elevados de instalación los
sistemas de flujo subsuperficial no son considerados seriamente para el tratamiento de efluentes de la ganadería. Si,
con todo, estos sistemas fueran utilizados, probablemente habrían de serlo en climas fríos y solamente para ciertos
componentes de instalaciones para ganadería en pequeña escala que tengan efluentes con un contenido pequeño de
sólidos y un volumen reducido de agua.
3. Sistemas con plantas acuáticas flotantes.
Para el tratamiento de aguas residuales se han usado varios sistemas con plantas acuáticas flotantes. Comúnmen-
te estos sistemas usan especies acuáticas flotantes tales como lentejas de agua (duckweed)..(Lemna spp. o Spirodela
spp.) o jacintos de agua (Eichornnia crassipes). Estas plantas retienen nitrógeno, fósforo y metales, que pueden ser
removidos físicamente mediante la siega de las plantas. Además, los microbios adheridos a las raíces de las plantas
asimilan substancias demandantes bioquímicamente de oxígeno, nitrifican el amonio (NH4) á nitrato (NO3), y desni-
trifican el NO3 a nitrógeno gaseoso. La mata vegetal densa que se forma sobre la superficie del agua sombrea efecti-
vamente a las poblaciones de algas.
Los sistemas con plantas acuáticas flotantes manejados intensivamente¿? pueden cumplir con límites bajos para
los nutrientes en los efluentes, sin agregar productos químicos. Dado que sólo un número limitado de sistemas con
plantas acuáticas flotantes están operando corrientemente, hay muy poca información sobre diseño, costos y rendi-
miento con aguas residuales muy enriquecidas provenientes de la ganadería. Así resulta difícil comparar sistemas
con plantas acuáticas flotantes con otras tecnologías de tratamiento mediante humedales.
No obstante, basados en datos de sistemas municipales de flujo subsuperficial y sistemas con plantas acuáticas
flotantes, estos últimos tienen menores velocidades de reacción, mayores costos operativos y de construcción, mayor
sensibilidad a temperaturas bajas y más susceptibilidad a patógenos plagas para las plantas (plant pests and pat-
hogens.También pest puede traducirse como “insectos nosivos”).
Los sistemas mediante cultivos con múltiples especies( polyculture systems)que usan una combinación de espe-
cies de plantas acuáticas flotantes ofrecen una alternativa con requerimientos menos intensivos de manejo de plagas.
También los sistemas con plantas acuáticas flotantes que usan cubiertas a manera de invernáculos en climas más
fríos pueden ser tenidos en cuenta para operaciones ganaderas pequeñas con residuos relativamente diluidos.
Mecanismos de tratamiento dentro de los humedales.
Dentro de un humedal para tratamiento de fluentes tiene lugar un cierto número de mecanismos físicos, químicos
y biológicos o bioquímicos de tratamiento. A menudo estos mecanismos están interrelacionados, algunos son sim-
ples otros complejos. Además, algunos mecanismos no están completamente comprendidos técnicamente o en
términos de su contribución total al proceso de tratamiento.
 56. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Los mecanismos se enlistan abajo, con un comentario breve para cada uno. Mas detalles pueden surgir en las
discusiones subsecuentes.
1.Conversiones bioquímicas: el principal factor individual que afecta al tratamiento es la conversión de diversos
compuestos químicos mediante la actividad de bacterias y hongos. Los compuestos orgánicos, representados analíti-
camente por ensayos tales como la demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O. 5), la demanda química de oxígeno
(D.Q.O.) y los sólidos volátiles (S.V.), en condiciones anaerobias se reducen a productos finales inocuos, tales como
bióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). Bajo condiciones aerobias los productos finales son CO2 y agua.
El nitrógeno es convertido por los microorganismos desde la forma orgánica (N orgánico) a formas amoniacales
(NH4+ + NH3). Si existen condiciones aerobias el amoníaco es convertido en nitrito (NO 2-) y nitrato (NO3-). Si el
nitrato entra en una zona anaerobia puede ser convertido por las bacterias en una forma gaseosa (principalmente N 2)
que puede ser liberado a la atmósfera. (Ver el ciclo del nitrógeno, figura 2).
2.2 Ventajas e inconvenientes de los humedales artificiales, [1].
Ventajas:
1) la degradación biológica de los componentes orgánicos del efluente líquido puede lograrse con seguridad
y a lo largo de todo el año mediante la planificación correcta y la operación conforme a las reglas del arte,
los picos medianos de carga son amortiguados suficientemente en los humedales,
2) los costos de construcción pueden reducirse mediante un trabajo escrupuloso del proyecto,
3) la ampliación de la instalación se puede llevar a cabo simplemente mediante la construcción de otros le-
chos de plantas conectados en serie o en paralelo.
Desventajas:
1) el rendimiento de la instalación de depuración prácticamente resulta ingobernable,
2) en el humedal artificial los compuestos con nitrógeno sólo se puede disminuir parcialmente, la retención de
fósforo disminuye a lo largo de los años de servicio,
3) el líquido a tratar que afluye a los lechos de plantas no puede contener ninguna materia sedimentable, de lo
contrario se obstruye el material del lecho (colmatación),
4) el agua de lluvia procedente del terreno alrededor no debe llegar al humedal, debería ser rezumada superfi-
cialmente (infiltrada) en el terreno del inmueble ,
3.6 Funcionamiento invernal, [1].
Durante las épocas frías del año los humedales artificiales muestran en general eficiencias menores de depura-
ción que durante los meses de verano. Se debe a que por las temperaturas más bajas se retarda el tiempo de reacción
de los sistemas biológicos tanto como el de los microorganismos en el humedal artificial. Además, las plantas entran
en la fase de reposo invernal.
Sin embargo el mayor peligro para la operación del humedal artificial está constituido por fuertes y duraderos
períodos de heladas, en los cuales el material del suelo y las conducciones de alimentación y descarga podrían con-
gelarse. Para sitios altos, por encima de aprox. 1.000 hasta 1.200 m y lugares expuestos al viento y el clima así como
aquellos marcadamente sombreados se debe evitar el uso de humedales.
Para proteger la instalación del congelamiento en el invierno se puede recomendar:
- lograr una garantía de condiciones suficientes de temperatura en el humedal de forma tal que sólo se traten los
líquidos cloacales "calientes", es decir no mezclados con agua de lluvia o subterránea;
- las conducciones de la casa a la instalación y desde el pretratamiento al humedal deben efectuarse, en lo posi-
ble, alineadas (geradlining), con pendientes uniformes y cortas.
- después que el humedal sea segado con cuidado en el otoño tardío, el material segado debería permanecer sobre
la superficie del lecho durante el invierno, como capa aislante, y ser retirado solamente en la primavera, cuando las
plantas pastoreen ¿broten? (austreiben) de nuevo.
[1] Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. Pflanzenbeete zur Abwasserreinigung in Kleinkläranla-
gen.Munich. 2.001.
[2] Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de Norte América. (United States Environmental Protec-
tion Agency. Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters – Manual. EPA/625/R-99/010. Cincin-
nati, 1999.
[3] Paina Engineering and CH2M Hill. Constructed Wetlands for Animal Waste Treatment. A Manual on Perfor-
mance, Design, and Operation with Case Histories. EPA 855 B97 001. Junio, 1.997.
Lagunas de estabilización.
lago. (Del lat. lacus) m. Gran masa permanente de agua depositada en hondonadas del terreno, con comunica-
ción al mar o sin ella. || de leones. Lugar subterráneo o cueva en que los encerraban.
laguna. (Del lat. lacuna) f. Depósito natural de agua, generalmente dulce y por lo común de menores dimensio-
nes que el lago.|| 2. En lo manuscrito o impreso, hueco en que se dejó de poner algo o en que algo ha desaparecido
por la acción del tiempo o por otra causa.|| 3. Defecto, vacío o solución de continuidad en un conjunto o serie.
río. (Del lat. rius, rivus, arroyo) m. Corriente de agua continua y más o menos caudalosa que va desembocar en
otra, en un lago o en el mar. || 2. V...
mar. (Del lat. mare.) amb. Masa de agua salada que cubre la mayor parte de la superficie de la Tierra.|| 2. Cada
una de las partes en que se considera dividida. MAR Mediterráneo, Cantábrico, Pacífico, Ártico, de las Antillas, de
las Indias. || 3. V...
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 57.

océano. (Del lat. oceanus) m. Grande y dilatado mar que cubre la mayor parte de la superficie terrestre. || 2. Cada
una de las grandes subdivisiones de este mar. OCÉANO Atlántico, Pacífico, Boreal, Austral.|| 3. fig. Inmensidad de
algunas cosas.
arroyo. (De la voz hispánica arrugia galería de mina y arroyo). m. Caudal corto de agua, casi continuo. || 2.
Cauce por donde corre. || 3. V...
arrugia. (Voz española y latinizada según Plinio, Hist. Nat., 33, 70.) f. Excavación subterránea que hacían los
antiguos mineros españoles para producir el hundimiento de las tierras de aluvión que, sometidas después al lavado,
daban el oro. || 2. Mina de oro.
corto, ta. (Del lat. curtus. ) adj. Dícese de las cosas que no tienen la extensión que les corresponde, y de las que
son pequeñas en comparación con otras de su misma especie. || 2. De poca duración, estimación o entidad. || 3. Esca-
so o defectuoso. || 4. V...
caudal 1 .(Del lat. capitalis, capital) adj. caudaloso, de mucha agua. ||... ||5. Cantidad de agua que mana o corre.||
6. fig. ...
caudaloso 1 , sa .(De caudal1) adj. De mucha agua. Río, lago, manantial CAUDALOSO. || 2. acaudalado, que
tiene muchos bienes.
explanar. (Del lat. explanāre.) 1. tr.. Poner llano un terreno, suelo, etc.|| 2. tr. Construir terraplenes, hacer des-
montes, etc., hasta dar al terreno la nivelación o el declive que se desea. || 13. tr. declarar (|| manifestar).
Así una laguna para el tratamiento de efluentes es una construcción sobre el terreno que se hace construyendo te-
rraplenes, excavando, etc. para contener el liquido a tratar durante todo el tiempo necesario para remover de manera
totalmente natural los contaminantes.
En el ANEXO I del capítulo “el ecosistema y la energía “ ya nos introdujimos en el tema de las lagunas, expli-
camos los fundamentos de los procesos biológicos en ellas y en la figura incluida en el mismo mostramos un corte,
muy simplificado, de un sistema de lagunas para tratamiento de efluentes, también conocidas como lagunas de esta-
bilización.
En general se usan en los climas más variados, desde tropicales hasta casi polares, para tratar líquidos cloacales y
efluentes líquidos complejos de diferentes orígenes, p. ej. de las industrias elaboradoras de productos alimenticios y
de explotaciones agropecuarias.
Las lagunas de estabilización pueden ser clasificadas
A) en función de la concentración de oxígeno en el líquido y, consecuentemente de los procesos biológicos que
se llevan a cabo en su seno, en: anaeróbicas, aeróbicas y facultativas y
B) de acuerdo a la manera de descargar el líquido en lagunas de retención completa, de descarga controlada y de
descarga continua.
Entonces, clasificadas según la concentración de oxigeno gaseoso disuelto en el líquido tenemos: lagunas ana-
eróbicas, aeróbicas y facultativas.
Lagunas anaeróbicas.
La carga con materia orgánica a una laguna anaeróbica es tan elevada que hace que el oxígeno molecular sea to-
talmente consumido por los microorganismos, además la turbiedad, tanto propia del líquido afluente como la gene-
rada por los microorganismos en sí, es muy grande e impide la entrada de la luz en profundidad, anulando práctica-
mente la posibilidad de fotosíntesis y, con ello, el aporte biológico de oxígeno.
Por su parte los sólidos sedimentables aportados por el efluente a tratar así como los generados por los microor-
ganismos en el seno de la laguna, se hundirán y formarán una capa profunda de barros, generalmente con gran con-
tenido de materia orgánica que originará una intensa actividad biológica
Es decir que todo esto conduce a que aunque teóricamente sea nula la concentración de oxígeno en toda la co-
lumna de líquido, en la realidad podría existir una delgadísima capa superficial aeróbica, generada en el intercambio
de oxígeno con la atmósfera, [1], pero dada la gran demanda del mismo por los microorganismos, se agotará casi de
inmediato. Incluso se suele recomendar que se forme una costra flotante sobre el líquido que aumenta su aislación
térmica, permitiendo conservar más el calor que pueda traer el líquido a tratar y contribuye a anular el ingreso de
oxígeno en el líquido.
Por lo dicho no nos importa que la laguna anaeróbica tenga una gran superficie en relación con su profundidad,
pues no interesan ni el intercambio de oxígeno con la atmósfera ni el ingreso de luz para fotosíntesis. Pero, por otra
parte, los procesos biológicos anaeróbicos son muy sensibles a las temperaturas bajas, por lo que convendrá que el
líquido se mantenga a la mayor temperatura posible, dentro de los límites racionales, y como la principal pérdida de
calor se produce por la superficie de contacto con la atmósfera, ya que el terreno circundante una vez que alcanza
una cierta temperatura de equilibrio ayuda a mantenerla, convendrá que la profundidad de la laguna sea la mayor
posible, p. ej. se recomiendan profundidades de hasta unos 6 metros, [1]. Así resulta que uno de los criterios de dimen-
sionamiento se basa en la carga orgánica diaria por unidad de volumen útil de laguna, p. ej. 0,03 [kg D. B. O. /(m3 *día)]
Si el afluente a la laguna trae muchas substancias de densidad aparente menor que la del líquido en tratamiento,
p. ej. grasas, se suele formar una costra flotante que impide el acceso de luz y oxígeno, lo que no tiene importancia y
ayuda a disminuir las pérdidas de calor, lo que es beneficioso. Además la costra contribuye a disminuir el despren-
dimiento de substancias olorosas, por lo que se la puede favorecer, p ej. mediante pelotas flotantes de plástico, [1].
En los procesos anaeróbicos es frecuente la formación de ácido sulfhídrico, SH2, que da lugar al desprendimiento
del gas sulfuro de hidrógeno, mal oliente y tóxico. Éste y otros gases producto de la descomposición anaeróbica
 58. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

hacen que este tipo de lagunas sean una fuente de malos olores y obliga a alejarlas de zonas pobladas y considerar la
dirección de los vientos preponderantes a la hora de optar por ellas.
En las capas superiores de líquido de las lagunas anaeróbicas no cubiertas por costras flotantes las bacterias foto-
sintetizadoras anaeróbicas, como las de los géneros Chromatium y Chlorobium, encuentran un habitat muy conve-
niente, ya que disponen de luz, el medio es anaeróbico y abunda el ácido sulfhídrico que actúa como donador de
hidrógeno en la fotosíntesis. Estas bacterias convierten el ión sulfuro, S2- , en azufre elemental, S0 , con lo cual, por
una parte reducen las emisiones de sulfuro de hidrógeno, [1], y, con ello, la generación de malos olores ,y, por otra
parte, colorean la superficie de las lagunas anaeróbicas no cubiertas por costras flotantes.
De las lagunas anaeróbicas también se desprende gas metano y, aunque no es común, se las ha cubierto con es-
tructuras convenientes, por ejemplo membranas plásticas, para recogerlo y disponer de él, incluso sólo para quemar-
lo pues su acción como gas de efecto invernáculo sería muy superior a la del anhídrido carbónico resultante de su
combustión.
La materia orgánica de los barros acumulados en el fondo sufre la degradación biológica anaeróbica pero quedan
los restos de degradación muy lenta que se agregan a sedimentos no biodegradables, p. ej. arena, y se llega a un
espesor máximo, que reduce excesivamente el volumen útil de la laguna, con él el tiempo de permanencia del líqui-
do que no resulta suficiente para lograr un tratamiento adecuado, disminuyendo la calidad del efluente a límites
inadmisibles, p. ej. alcanza una concentración excesiva de materia orgánica biodegradable por encima de los máxi-
mos esperados. Entonces o se quita el barro acumulado, p. ej. mediante dragado, o bien se deja secar la laguna y se
la vuelve a excavar o se destina el terreno para otros usos, en cualquier caso se debe tener en cuenta qué destino dar
a los barros extraídos y cómo hacer el tratamiento del efluente líquido si se saca la laguna de servicio, p. ej. se puede
disponer de otra laguna en paralelo.
Lagunas facultativas
Se diseñan y operan estas lagunas para lograr que la columna de agua tenga permanentemente una capa superior
aerobia y una inferior eventualmente anaerobia.
El oxígeno a la capa superior de líquido es proporcionado por los dos mecanismos ya vistos repetidamente: la fo-
tosíntesis, llevada a cabo principalmente por las algas, y la absorción desde la atmósfera.
Observemos, entonces, que el espesor de la capa aeróbica va a depender:
1) del grado de insolación, por ejemplo la fotosíntesis será nula durante la noche,
2) de la turbulencia del agua, que al aumentar, por un lado favorece la absorción del oxígeno y su distribución en
profundidad, pero, por otro, puede crear condiciones menos favorables para las algas, p. ej. desalojándolas de
las zonas más ricas en nutrientes o aumentando la turbiedad del agua,
3) de la actividad biológica en el fondo para degradar los sedimentos orgánicos depositados allí.
Entonces el espesor de la capa aeróbica superior es variable con las condiciones del tiempo atmosférico y la in-
solación, consecuentemente, el de la anaeróbica subyacente también cambiará.
En el capítulo Introducción al estudio de la contaminación del agua hemos tratado en mayor profundidad estas
cuestiones, en la figura 8 de ese capítulo procuramos resumir los principales fenómenos que tienen lugar en una
laguna de este tipo y en la figura 9 del mismo incluimos los correspondientes gráficos [O 2] = f(temperatura y la
turbulencia), notemos que estos últimos corresponderían a una laguna relativamente poco cargada, en caso contrario
los sedimentos y las partes más profundas de la columna de agua resultan continuamente anaeróbicos.
Por otra parte, los procesos aeróbicos admiten temperaturas relativamente bajas, por lo que al bajar la temperatu-
ra disminuirá su rendimiento pero no se anulará, como ocurre con los anaeróbicos.
De todo lo dicho resulta que interesa una superficie grande con relación al volumen, para favorecer el intercam-
bio de oxígeno con la atmósfera y el ingreso de la luz solar, por ello serán relativamente poco profundas, p. ej. desde
aproximadamente 1 metro hasta 2,5 metros [1], no obstante conviene que tengan más de 1,2 m para evitar que arrai-
guen juncos y otras plantas que suelen favorecer la cría de mosquitos, [2]. Precisamente, teniendo en cuenta la im-
portancia de la superficie es que uno de los criterios de diseño se basa en la carga orgánica diaria por unidad de
superficie útil de laguna.
Como vimos en el anexo 1 del capítulo El ecosistema y la energía, las bacterias fotosintetizadoras, sulfurosas
verdes y sulfurosas púrpura, se ubican en la parte más alta e iluminada de la capa anaeróbica, transformando el ion
S2- en azufre elemental e incluso hasta ion sulfato y, por su parte, en la capa aeróbica, bacterias quimiosintetizadoras
aeróbicas, como las Beggiatoa y ciertas especies del género Thiobacillus oxidan el ion sulfuro llevándolo, incluso, a
ion sulfato; así entre ambos fenómenos, más eventuales reacciones de oxidación meramente química, se limitan
mucho o se anulan los problemas de malos olores.
Los sólidos sedimentables generados por la actividad biológica en el seno de la laguna, ricos en materia orgáni-
ca, formarán una capa de barro en el fondo donde sufrirán su descomposición, en general anaeróbica. Con el tiempo,
p. ej. varios años, su espesor puede ser tan considerable que obligue dragar la laguna o directamente a secarla y
destinar el terreno a otras actividades, incluso una planta de tratamiento de efluentes más compacta, o bien volver a
excavar una nueva laguna, en cualquiera de esta últimas opciones se deberá prever cómo tratar los efluentes durante
el tiempo en que la laguna salga de servicio, destaquemos que en el caso del dragado esto último no suele suceder y
la laguna sigue operando, no obstante debe considerarse detenidamente el destino que se les dará a los barros.
Los microorganismos patógenos para los seres humanos encuentran en el interior de nuestro cuerpo un medio
especialmente apto para su desarrollo, que rudimentariamente podemos resumir como de temperatura más o menos
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 59.

constante, aproximadamente 37ºC, en general químicamente neutro, sin otros microorganismos que compitan con
ellos, alimentos a discreción, etc.
En cambio las condiciones en las lagunas, sobre todo en las facultativas, son muy variables: luz y sombras, con-
centraciones de oxígeno positivas y nulas, temperaturas cambiantes, tiempos de permanencia largos, una comunidad
biológica muy rica, en ella habrá depredadores y parásitos de las propias bacterias, p. ej. protozoarios y virus, res-
pectivamente, etc. hacen que los microorganismos patógenos encuentren medios inapropiados para su supervivencia
y, por lo tanto, que estas lagunas los remuevan muy eficazmente, es decir tengan muy buena eficiencia de remoción
de dichos microorganismos. Lo que lleva a que incluso se propongan métodos de cálculo basados no sólo en la re-
moción de materia orgánica sino también de microorganismos patógenos. [3]
Las lagunas facultativas son las más fáciles de operar y mantener, pero tienen límites definidos de desempeño.
Los valores de demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O.) en el efluente [tratado] varían de 20 á 60 mg/l, y los de
sólidos suspendidos (S.S.) de 30 á 150 mg/l, [1].
Lagunas de maduración o afinamiento
Son semejantes a las facultativas pero más pequeñas, constituyen al última etapa del tratamiento para la
remoción de D.B.O., bacterias fecales y virus. Contribuyen también a la disminución de las algas. La permanencia
hidráulica del líquido en ellas suele ser de unos 7 días.
Lagunas aeróbicas
Se proyectan de manera que sean aeróbicas en toda su profundidad, ingresando por intercambio con la atmósfera
y por fotosíntesis, por lo que la luz debe llegar hasta su solera, en donde no debe haber depósitos de materia orgáni-
ca, además se debe asegurar el ingreso del oxígeno hasta el fondo.
Todo esto reqiere que sean lagunas muy poco profundas, p. ej. 30 á 45 cm, lo que obliga a cubrir o pavimentar el
fondo para impedir que crezcan plantas, [1], y exigen mucho mantenimiento.
La permanencia del líquido en ellas es corta, en general de 3 á 4 días, por lo que puede resultar que la remoción
de microorganismos patógenos sea pequeña, además la gran producción de algas se refleja en un efluente tratado
con muchos sólidos suspendidos, las mismas algas. Su uso está limitado a climas cálidos y soleados, [1].
Es muy difícil lograr que sean aeróbicas en toda la profundidad, sin que el fondo se torne anaeróbico, por lo que,
hasta donde sabemos, no pasan de ser lagunas experimentales.
Lagunas facultativas aeradas
O bien porque así se las diseñó originalmente o porque la carga orgánica aportada a una laguna facultativa exce-
de su capacidad de degradación, p. ej. por crecimiento de la población conectada a una red cloacal o por incremento
de la actividad industrial, una laguna deja de ser facultativa y se vuelve anaeróbica, entonces se puede agregar el
oxígeno necesario para que la capa superior se mantenga aeróbica en todo momento, por ejemplo esto se logra me-
diante aeradores superficiales soportados en flotadores.
La energía electromecánica que se agrega al sistema es sólo la necesaria para incorporar el oxígeno, con una
mínima turbulencia, habrá sedimentación dentro de la laguna de los sólidos sedimentables de origen biológico origi-
nados en ella y allí serán degradados; cuando alcancen un espesor inadmisible se hará con ellos lo mismo que vimos
para los barros acumulados en las lagunas facultativas.
Lagunas aeradas de mezcla completa
En este caso la energía aportada mediante aeradores no sólo será la necesaria para asegurar las condiciones aeró-
bicas en el seno de la laguna sino también la requerida para mantener una mezcla completa de su contenido, con lo
que prácticamente no habrá sedimentación de barros en la laguna sino que éstos, al mantenerse suspendidos en el
líquido salen con él y son tratados en una laguna facultativa común que sigue a la de mezcla completa o son separa-
dos mediante un sedimentador y tratados y dispuestos convenientemente.
Sistemas de aeración extendida
El sistema se compone de una cámara de aeración seguida por un sedimentador.
A semejanza con las lagunas aeradas de mezcla completa la energía aportada con los aeradores asegura que el
sistema sea totalmente aeróbico y que los sólidos permanezcan en suspensión en el líquido, éstos son separados en el
sedimentador y en parte retornados a la cámara de aeración, para asegurar una concentración adecuada de los mis-
mos en dicha cámara. Es decir ya son sistemas de barros activados, cuya descripción detallada haremos a continua-
ción.
A su vez si clasificamos a las lagunas en base a las condiciones de descarga, es decir a la salida del líquido de
las mismas, [1]:
l. Lagunas de retención completa: en ellas no se produce descarga a cuerpos superficiales de agua, sino que el
líquido se evapora y se infiltra en el terreno, por lo tanto deben existir condiciones geológicas y climáticas favorables.
2. Lagunas de descarga controlada: tienen permanencias hidráulicas largas y el efluente es descargado cuan-
do no vaya a ser afectar negativamente la calidad del agua del cuerpo receptor. Por lo tanto se diseñan para acumular
el agua residual hasta que sean compatibles las calidades del efluente del sistema y del agua del cuerpo receptor.
3. Lagunas de descarga continua: no tienen sistemas de regulación del flujo del efluente tratado y el caudal de
descarga es esencialmente igual al de entrada al sistema menos lo que se haya perdido por evaporación e infiltración.
Aspectos relacionados con la remoción de nutrientes, [1].
Tanto el nitrógeno como el fósforo contenidos en el agua residual son afectados por el pasaje de la misma a
través de las lagunas de estabilización. El nitrógeno puede sufrir una cantidad de procesos físicos y químicos, inclu-
yendo su sedimentación (en forma de partículas orgánicas), asimilación en las células de algas, amonificación
 60. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

(conversión de nitrógeno orgánico en amoniaco), nitrificación y desnitrificación.

El fósforo es removido por asimilación en células de algas y por precipitación. Los fosfatos precipitan y pueden
sedimentar cuando la alcalinidad crece durante las horas de sol. En cambio una reducción de la alcalinidad durante
la noche puede resultar en cierta solubilización del fósforo del sedimento. En general la concentración de fósforo
en el efluente de las lagunas es menos de la mitad de la del agua residual afluente a las mismas.
Algunos criterios de diseño para lagunas de estabilización
Al emplear los criterios que siguen se debe tener en cuenta que el clima y otras condiciones locales influyen mu-
cho en el desempeño de estos procesos de tratamiento.
Según información suministrada en el curso de postgrado en Ingeniería Sanitaria, F.I.U.B.A., 1979:
Laguna anaeróbicas: carga volumétrica: 25 á 30 kg (1.000 m3) -1 día-1 ; los kg representan carga orgánica, efi-
ciencia de remoción de D.B.O. entre el 40 y el 70%, profundidad entre 2,5 y 4,5 metros;
Lagunas facultativas: 50 á 150 kg (Hectárea) -1 día-1; los kg representan carga orgánica, eficiencia de remoción de
D.B.O. entre el 75 y el 90%, profundidad entre 0,9 y 1,8 metros, para evitar el problema de los mosquitos se reco-
mienda que sea de más de 1,2 metros;
Lagunas aeróbicas: son experimentales, 110 á 120 kg (Hectárea) -1 día-1 ; los kg representan carga orgánica, efi-
ciencia de remoción de D.B.O. entre el 85 y el 90%, profundidad entre 0,15 y 0,3 metros;
Lagunas facultativas aeradas: permanencia hidráulica del líquido en la laguna de 3 á 12 días; eficiencia de remo-
ción de D.B.O. 75 al 90%; sólidos suspendidos en el líquido de la laguna de 30 á 150 mg/l; la energía suministrada
por el sistema de aeración solamente es la que se precisa para que no se agote el oxígeno disuelto; los barros sedi-
mentan y se degradan dentro de la laguna, como en las lagunas facultativas convencionales;
Lagunas aeradas de mezcla completa: permanencia hidráulica del líquido en la laguna de 2 á 10 días; eficiencia
de remoción de D.B.O. 70 al 90%; sólidos suspendidos en el líquido de la laguna de 30 á 300 mg/l; la energía sumi-
nistrada por el sistema de aeración es la que se precisa para que no se agote el oxígeno disuelto más requerida para
lograr la turbulencia necesaria para mezclar completa y continuamente todo el contenido; los barros sedimentan
fuera de la laguna, luego deben ser tratados y dispuestos convenientemente, p. ej. se vierte el efluente tratado, y con él
los sólidos suspendidos, en una laguna facultativa;
Aeración extendida: en realidad ya es un proceso de barros activados; permanencia hidráulica del líquido en la
cámara de 0,7á 2 días; eficiencia de remoción de D.B.O. 95 al 98%; sólidos suspendidos 4.000 á 5.000 mg/l; la
energía suministrada por el sistema de aeración es la que se precisa para que no se agote el oxígeno disuelto más la
requerida para lograr la turbulencia necesaria para mezclar completa y continuamente todo el contenido; los barros
sedimentan fuera de la laguna, en parte se recirculan a la cámara, para mantener en ella una concentración y calidad
de flóculos conveniente, el excedente de barros luego deben ser tratados y dispuestos convenientemente.
Según otros autores
para lagunas anaeróbicas se pueden tomar cargas volumétricas entre 0,1 y 1,0 [kg de D.B.O./(m3.día)], para evitar
malos olores en el caso de aguas residuales doméstica no superar 0,4 [kg de D.B.O./(m3.día)] [3], o entre 0,04 y 0,30
[kg de D.B.O./(m3.día)], con permanencias hidráulicas entre 1 ý 50 días según la temperatura del líquido[4],
las lagunas facultativas,[3], se pueden calcular con las siguientes cargas superficiales, [3]:
si se conoce la temperatura, T, mínima mensual del agua se puede calcular la carga superficial máxima con:
CSm = 357,4 x 1,085T-20ºC [Kg de DBO/(Hectárea x día)]
si no se la conoce pero sí se tiene la temperatura del aire en el mes más frío, Tai, se puede usar:
CSm = 400,6 x 1,0993Tai-20 [Kg de DBO/(Hectárea x día)]
o bien según [5] indica que existen métodos refinados de cálculo y menciona como válida en muchos estados de los
EE. UU. de N. América una carga superficial CS = 15 á 80 [Kg de DBO/(Hectárea x día)], con permanencias hidráu-
licas desde 20 hasta 200 días, en climas muy fríos.

[1] Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norteamérica. Design Manual – Municipal Wastewater
Stabilization Ponds. EPA-625/1-83-015. Cincinnati, 1.983.
Según [1] las cargas orgánicas admisibles en el verano suelen ser muy superiores a las correspondientes en invierno,
lo que resulta lógico si tenemos en cuenta que el aumento de temperatura, dentro de ciertos límites, implica el consi-
guiente incremento de la actividad biológica.
[2] Curso de postgrado de Ingeniería Sanitaria. Facultad de Ingeniería (U.B.A.), 1979.
[3] Yáñes Cossio, Fabián. Lagunas de estabilización. Teoría, diseño, evaluación y mantenimiento. 1993.
[4] Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norteamérica. Wastewater Technology Fact Sheet. Anaero-
bic Lagoons. EPA 832-F-02-009. Washington 2002.
[5] Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norteamérica. Wastewater Technology Fact Sheet. Faculta-
tive Lagoons. EPA 832-F-02-014. Washington 2002.
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, a la Virgencita y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez, 19 XI 2.013.
Barros activados.
Supongamos que disponemos de un cierto volumen de agua obtenida de un lago o de un río no contaminados,
con cierta comunidad biótica inicial y, mediante recuento con el microscopio, determinamos que existe un número
N0 de microorganismos por unidad de volumen de líquido, que tienen una cierta masa total M0. Podemos decir que
se encuentra en un cierto estado de equilibrio original con el medio.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 61.

Le aportamos materia orgánica soluble y biodegradable a ese líquido, p. ej.

le agregamos un poco de azúcar, y los nutrientes que hagan falta, además asegu-
ramos que se mantenga una concentración no nula de oxígeno en el mismo,
mediante un aerador, p. ej. de pecera que, además permite que los sólidos per-
manezcan en suspensión en el agua gracias a la turbulencia que produce gene-
rada por el burbujeo, como tratamos de esquematizar en la figura 1.
Notaremos, mediante sucesivos recuentos, que al principio ni el número N0
de microorganismos por unidad de volumen de líquido ni su masa M0 varían
apreciablemente.
Durante esta etapa la comunidad se adapta a las nuevas condiciones, los mi-
croorganismos preparan su sistema enzimático para la degradación de la materia
orgánica que hemos añadido, es decir el azúcar. Se la suele llamar etapa de
aclimatación y puede faltar silos microorganismos están preparados previamen-
te para degradar el substrato agregado, p. ej. porque provienen de un medio rico Fig. 1. Esquema del equipa-
en dicha materia orgánica. miento.
Luego de una aceleración en el crecimiento, la cantidad de microorganismos se incrementa exponencialmente en
función del tiempo, de allí que a esta etapa se la llame etapa logarítmica o exponencial.
Pero la gran actividad microbiana tiene varias consecuencias sobre el medio:
1) comienza a acabarse la materia orgánica
biodegradable disuelta en el mismo,
2) se van acumulando substancias eventual-
mente tóxicas, resultantes de la actividad celular
pero que actúan como inhibidoras de esa misma
actividad,
3) pueden escasear los nutrientes y / o el oxi-
geno que llegan a los organismos.
Entonces, primero se retarda el crecimiento
del número de células vivas por unidad de volu-
men de líquido y, luego, dicho crecimiento se
detiene completamente, es decir comienza a
mantenerse constante el número de células vivas
por unidad de volumen de líquido.
Se conocen como las etapas de retardo del
crecimiento y estacionaria respectivamente.
Después se entra en una etapa de mortalidad,
primero leve, luego cada vez más pronunciada,
hasta llegar a ser exponencial en función del
tiempo.
A medida que la tasa de mortalidad supera a
la de natalidad celular el número de células vivas
por unidad de volumen de líquido se va redu-
ciendo cada vez más, así, lentamente, se resta-
blecen las condiciones iniciales, anteriores al
aporte de materia orgánica, y nuevamente a un
número N0 de células vivas por unidad de vo-
lumen de líquido.
Se las puede llamar etapas de incremento de
la mortalidad, logarítmica de mortalidad y equi- Fig. 2. Etapas que sufre una comunidad microbiana al agregarle
librio original, respectivamente. materia orgánica (M. O.) biodegradable en solución.
Notemos que se vuelve a condiciones semejantes a las originales en tanto y cuanto el medio no se haya alterado
significativamente, p. ej. las concentraciones de substancias eventualmente tóxicas no superen límites admisibles
para la actividad celular y se encuentren en el mismo cantidades similares de materia orgánica y nutrientes de cali-
dad semejante a las que había al principio.
La masa celular sigue un proceso similar pero carente de una etapa estacionaria, alcanza un máximo al final de la
etapa de retardo del crecimiento del número de células y, luego, directamente empieza a decrecer, es decir, si bien el
número de individuos es constante se va reduciendo su tamaño y su masa.
En la figura 2 hemos tratado de representar lo dicho.
Cuando las células usan su propio protoplasma como substrato respiratorio se habla de respiración endógena,
concepto que se extiende a las etapas de incremento de la mortalidad y logarítmica de mortalidad, cuando las células
aún vivas usan protoplasma de células muertas como fuente principal de materia orgánica [2].
Si hiciésemos una observación microscópica de muestras de líquido en las diferentes etapas veríamos algo así
como lo que procuramos representar, muy esquemáticamente, en la figura 3, aclaremos que la misma es sólo una
abstracción de la realidad.
 62. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Debemos notar que la comunidad microbiana va va-

riando con el tiempo, así la establecida en cada momento
será consecuencia del alimento disponible, es decir de la
materia orgánica a ser degradada, del pH del medio, de la
cantidad de nutrientes existentes, de la concentración de
los productos residuales de la actividad biológica y del
oxígeno disuelto, [2], el alimento disponible no sólo in-
fluye por su calidad sino también por su concentración en
el medio líquido, [3].
Observemos que a medida que se avanza en la etapa
del crecimiento logarítmico y comienza a escasear el
alimento las bacterias se agrupan formando agregados o
flóculos constituidos, fundamentalmente, por bacterias
vivas, bacterias muertas, protoplasma resultante de la lisis
bacteriana, enzimas excretadas por las bacterias para la
degradación extracelular de la materia orgánica, materia
orgánica con distintos grados de degradación,p incluso Fig. 3. Esquema de los resultados de la observación mi-
muy degrada y resistente como los ácidos húmicos, [3], croscópica de muestras obtenidas en las distintas etapas
materia inorgánica, p. ej. como partículas que suelen que sufre una comunidad microbiana al agregarle mate-
formar el núcleo del flóculo, etc. ria orgánica (M. O.) biodegradable en solución.
Como cementante del conjunto de bacterias actúan fundamentalmente excreciones mucosas bacterianas como las
generadas por Zooglea ramigera y similares, [8].
En rigor de verdad en la formación de los flóculos intervendrían dos tipos de bacterias diferentes, unas se adhie-
ren entre sí formando flóculos pequeños, de unos de 75 m, y compactos pero relativamente débiles frente a la tur-
bulencia del agua, y otras forman grandes colonias filamentosas que constituyen una red sobre la que se fijan las
primeras, así un flóculo normal tendría una microestructura consecuencia del primer tipo de bacterias y una macro-
estructura originada en el segundo grupo, [5] y [6].
Las características del flóculo dependen del equilibrio entre uno y otro tipo de bacterias. Si faltan microorganis-
mos filamentosos y abundan las bacterias formadoras de flóculos, los agregados que se generan son pequeños, den-
sos, compactos pero débiles ante esfuerzos mecánicos, sedimentan bien pero pueden quedar partículas en suspensión
originando un efluente turbio a la salida del sedimentador secundario, se los suele llamar “flóculos cabeza de alfi-
ler”, sería el caso I que tratamos de representar en la figura 4. La contrapartida sería el caso III de la figura 4, hay un
exceso de microorganismos filamentosos, que forman estructuras filiformes que sobrepasan la superficie exterior de
los flóculos impidiendo que se aproximen unos a otros y se logre una sedimentación adecuada, llegando a formar
una capa que escapa con el efluente tratado, es el fenómeno llamado “esponjamiento del barro”. Tal como tratamos
de mostrar en la figura 4. Por lo tanto se deduce que es necesario un equilibrio entre ambos grupos de microorga-
nismos, es decir los formadores de microestructura y los filamentosos, que proporcionan la macroestructura que, a
manera de una red, retiene a los anteriores, como tratamos de representar en el caso II de la figura 4. Resulta un
barro de flóculos grandes, resistentes a las acciones mecánicas, que sedimentan bien y al hacerlo arrastran mecáni-
camente partículas más pequeñas, produciendo un efluente claro y de buena calidad, [5] y [6].

Fig. 4 Apariencia de diferen-

tes flóculos, según el tipo de bac-
terias predominantes, de [1], [5] y
[6] muy modificada

Podemos resumir, [5]:.

Caso I: Caso II Caso III
Flóculo en cabeza de alfiler Flóculo ideal de barro activado no Esponjamiento filamentoso del
1 sin organismos filamentosos esponjado barro activado
2 flóculo débil, pequeño 1 organismos filamentosos y or- 1 organismos filamentosos pre-
3 sobrenadante turbio ganismos formadores de flócu- dominantes
4 IVB bajo los en cantidades balanceadas 2 flóculo fuerte, grande
2 flóculo fuerte, grande 3 los filamentos interfieren con la
3 los filamentos no interfieren compactación y la sedimentación
4 sobrenadante claro 4 sobrenadante claro
5 bajo IVB
Además de las bacterias hay que contar a los protozoarios y a los a los hongos. Los protozoarios se alimentan de
materia orgánica muerta o de otros microorganismos, en particular bacterias libres, al principio predominan los
flagelados y las amebas, que luego son reemplazados por los ciliados, que al desplazarse más velozmente compiten
mejor por el alimento, dentro de este grupo primero aparecen los ciliados nadadores libres y luego pedunculados o
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 63.

sésiles, fijados sobre el flóculo, [7], del cual sobresalen capturando bacterias libres. Por su parte los hongos descom-
ponen hidratos de carbono, grasas y proteínas, pero su cantidad es menor que la de los otros seres vivos presentes y
desempeñan un papel secundario, [7] y [8].
Aproximadamente el 95% de la biomasa de los barros activados está constituido por bacterias y el 5% por protozoa-
rios, [6]. Aunque en cantidades mucho menores aparecen animales multicelulares, o metazoos, como los rotíferos y los
nematodos, que constituyen la cima de la cadena trófica, alimentándose de cualesquiera de los anteriores, [6] y [7].
Generalmente estos flóculos tienen un tamaño variable entre 100 y 500 mm, cuando sedimentan pueden agruparse
formando estructuras de varios milímetros, que se rompen si se las agita, retornando a los flóculos individuales, [1],
otros autores informan tamaños de flóculos de hasta 1.000 m o más, [5].
Los flóculos así formados pueden tener cuatro propiedades particularmente importantes:
1) tienen capacidad de retener materia orgánica disuelta o finamente dividida dispersa en el líquido,
2) los microorganismos que los integran pueden degradar a la materia orgánica,
3) su densidad es ligeramente mayor que la del líquido, por lo tanto sedimentan y
4) los microorganismos que los forman se reproducen a costa de la materia orgánica presente en el líquido, por
lo tanto su cantidad aumenta continuamente.
La retención de la materia orgánica se produce por adsorción sobre la superficie de los flóculos y por su absor-
ción posterior en el seno de los mismos, así la materia orgánica fácilmente biodegradable disuelta resulta adsorbida
y luego es absorbida en forma prácticamente inmediata; en cambio cuando se encuentra como partículas coloidales
primero es adsorbida en la superficie de los flóculos, en donde es atacada por encimas extracelulares que la degra-
dan, permitiendo su absorción posterior por las células, [2].
Una vez absorbida por las células, la materia orgánica puede sufrir al menos tres procesos principales:
1) quedar retenida, acumulada, en el citoplasma,
2) ser degradada en el proceso respiratorio celular, o
3) ser empleada por la célula para la síntesis de substancias celulares.
Dependiendo de su resistencia al ataque enzimático, la materia orgánica puede permanecer en los flóculos más o
menos inalterada, así aparecen los ácidos húmicos, que forman grandes moléculas orgánicas resultantes de la degra-
dación avanzada de la materia orgánica, tienen gran importancia como constituyentes de los flóculos pues les con-
fieren parte de sus propiedades adsorbentes, [3], estas substancias húmicas luego son degradadas lentamente por
organismos altamente especializados, [4].
Dada su mayor densidad con respecto al agua, los flóculos pueden sedimentar y separarse del líquido sobrena-
dante, llevando con ellos la materia orgánica que hayan retenido.
Entonces, los flóculos tienen la propiedad de retener materia orgánica y, al sedimentar, forman un barro, de allí
que se diga que los barros así formados son barros activos o activados y den su nombre al proceso que los usa.
Como consecuencia del continuo ingreso a la cámara de aeración del líquido a tratar, cargado de materia orgáni-
ca, el número de microorganismos, por lo tanto la de flóculos y de barros, aumenta constantemente y habrá que
quitar el excedente para asegurar una cantidad conveniente de los mismos. Notemos que el efluente a tratar no trae
no la concentración ni la proporción adecuadas de microorganismos y éstos requieren un tiempo dado de permanen-
cia en el sistema para formar los flóculos, por lo tanto hay que incorporar, a la cámara, microorganismos capaces de
formar flóculos, para ello se recircula parte del barro activado sedimentado.
Hemos logrado así un método capaz de degradar, retener y separar materia orgánica que estaba disuelta o disper-
sa como partículas muy pequeñas o coloidales.
Además hay una importante remoción de microorganismos patógenos intestinales debido al efecto combinado de
competencia con otros microorganismos, depredación por protozoarios y rotíferos, adsorción en los flóculos y posterior
sedimentación, falta de las substancias orgánicas que les sirve de alimento habitual, etc., así su reducción como conse-
cuencia del proceso de barros activados sería de entre el 85 al 95%, otros autores informan hasta el 99%; principalmen-
te por adsorción a los flóculos y posterior sedimentación se removerían porcentajes parecidos de virus, [7] y [8].
Por otra parte los flóculos están formados por microorganismos y éstos tienen necesidades que habrá que satisfacer:
1) requieren materia orgánica, es lo que normalmente queremos remover del efluente a tratar, por lo que no
habrá que aportarla, sólo excepcionalmente, por ejemplo en momentos de aporte escaso de efluentes indus-
triales a la planta de tratamiento por razones operativas del generador;
2) deben tener disponible una cierta cantidad de nutrientes minerales, en particular fósforo y nitrógeno, gene-
ralmente como fosfatos y nitratos, que si no son aportados por el efluente a tratar se deben agregar, p. ej.
como fertilizantes de uso agrícola,
3) comúnmente el valor del pH del medio debe rondar entre 6 y 8, por lo que, si es necesario, habrá que hacer
los ajustes correspondientes,
4) como el método, tal como lo estamos tratando de explicar, es aeróbico, necesitan que haya oxígeno gaseoso
disuelto en el líquido, para ello se lo debe aportar, ya que los microorganismos lo estarán consumiendo con-
tinuamente.
Para poner en práctica el método con un efluente real, que mantiene cierto caudal más o menos constante a lo
largo del tiempo se recurre básicamente a dos elementos:
1) la cámara de aeración, donde tiene lugar la formación de los flóculos, su mantenimiento y su contacto con el
efluente a tratar,
2) el sedimentador, donde se separan los flóculos, que forman el barro, del líquido, ya tratado.
 64. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

A los efectos de mantener una cantidad adecuada de flóculos,

con buena capacidad de retener materia orgánica y de sedimentar,
se recircula una parte de los barros desde el sedimentador a la
cámara de aeración y se extrae el excedente, originado en la cons-
tante reproducción celular que es consecuencia del continuo in-
greso de más materia orgánica al sistema, como tratamos de mos-
trar en la figura 5.

Fig. 5. Esquema básico de una planta de barros activados.

Los nutrientes, básicamente nitratos y fosfatos, se agregan solamente en aquellos casos en los que no son sufi-
cientes los que trae el efluente, p. ej. cuando éste procede de una fábrica de caramelos, en el que prevalecen el azú-
car y la glucosa; en cambio en líquidos cloacales hay un exceso de nutrientes que requiere un tratamiento posterior,
que veremos oportunamente.
El oxígeno se introduce normalmente mediante la aeración del líquido, sólo excepcionalmente se recurre al uso
de oxígeno industrial, debido a cuestiones de costo.
Si bien la actividad biológica es función de la temperatura, su influencia sobre el rendimiento de las plantas de tra-
tamiento mediante barros activados es menor de lo esperado, ya que las comunidades microbianas se adaptan a muy
diferentes valores de la misma, mientras se mantenga más o menos constante, el intervalo óptimo sería de 20 á 40ºC,
aunque se han superado los 50 ºC funcionando satisfactoriamente, [2].
Como normalmente la turbiedad del líquido en la cámara de aeración es grande, debido a la turbulencia reinante
y a la abundancia de sólidos suspendidos en el mismo, formados tanto por microorganismos como por flóculos, la
presencia de algas vivas es escasa o nula, a causa de la poca luz en el seno del mismo.
Si bien las bacterias suelen ser las dominantes, es muy apreciable la presencia de diferentes clases de protozoarios.
Como hemos visto, los flóculos van cambiando durante las diferentes etapas sufridas por la comunidad bacteriana.
Consideremos un flóculo cualquiera:
primero crece, por multiplicación celular de los microorganismos incluidos en el mismo y por agregado de
nuevos microorganismos provenientes del medio líquido;
luego, a medida que crece y se avejenta, se reduce la posibilidad de acceso de oxígeno, materia orgánica bio-
degradable y nutrientes a su seno así como la de salir los desechos metabólicos, por lo que va acumulando célu-
las muertas y sólidos, reduciéndose su capacidad para degradar materia orgánica, pero no la de adsorción,
finalmente, el flóculo termina deshaciéndose, por sí, por la turbulencia del medio y por acción de los preda-
dores de las bacterias, principalmente protozoarios.
Como vimos antes la comunidad microbiana establecida en un momento dado es función de la calidad y concen-
tración de la materia orgánica presente, de la cantidad de nutrientes disponibles y de condiciones ambientales, tales
como la turbulencia, la temperatura o el pH, y la concentración de oxígeno disuelto. Además también depende de la
cantidad y tipo de microorganismos presentes en ese momento, es decir de la cantidad de barros y de su edad. Por su
parte dichas condiciones y los microorganismos presentes fijan, en buena medida, las condiciones que reunirán los
flóculos, es decir su tamaño, estructura, apariencia, densidad, actividad, etc. Así puede resultar un barro óptimo, por
su calidad, su capacidad de sedimentar, etc. o bien difícil de sedimentar, flotante o espumoso, que suele ser la conse-
cuencia del exceso de bacterias filamentosas, hongos, etc., [1] y [2].
Normalmente la cámara de aeración es de hormigón armado y en ella se instalan los aeradores en forma fija ó móvil.
Básicamente podemos clasificar a los sistemas para introducir el oxígeno gaseoso en el líquido:
por inyección de oxígeno gaseoso de uso industrial, se adquiere en grandes cilindros a presión;
introducción por solución del oxígeno gaseoso componente del aire mediante aeradores:
mecánicos:
de eje
vertical
superficiales,
sumergidos,
oblicuo
horizontal
por inyección de aire comprimido mediante difusores
En la figuras 6a, hemos tratado de representar un
aerador mecánico superficial de eje vertical, y en la 6b
su posición en la cámara, tanto cuando no está en fun-
cionamiento como cuando si lo está.

Fig. 6 a Aerador mecánico superficial de eje vertical,

de [¿?], modificada.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 65.

Fig. 6 b Aerador mecánico superficial de eje vertical, en la cámara de aeración. De [¿?], modificada.
En la figura 7 , adaptada de [¿?], hemos tratado de
representar un aerador mecánico sumergido de eje verti-
cal, y su posición en la cámara, detenido y en funcio-
namiento.

Fig. 7 Aerador mecánico sumergido de eje vertical,

de [¿?], modificada.

Fig. 8 Aerador mecánico superficial de eje oblicuo, de

[¿?] y [¿?], modificada.

En la figura 9, adaptada de [¿?], hemos tratado de repre-

sentar un aerador mecánico superficial de eje horizontal, y su
posición en la cámara. Este tipo de aeradores se presta para
aerar y hacer circular el líquido simultáneamente, según el
sentido indicado, por ejemplo en las cámaras de forma ovalada
usadas en sistemas de aeración extendida.
Fig. 9 Aerador mecánico superficial de eje horizontal, de
[¿?], modificada.

Ejemplo de aeradores rotativos de Passavant-Werke

Tipo 12 S 1,0/3,0 12 RS 1,8/30 14 RS 2,3/37 16 RS 2,8/90
Potencia nominal kW 3 30 37 90
Diámetro nominal cm 99 180 225 280
Número nominal de revoluciones min-1 75 48 38 32
Potencia máxima en bornes kW 4,0 32,8 40,2 95,7
Potencia máxima en el eje kW 3,0 28,2 34,8 84,6
Volumen máximo de la cámara * m3 100 1000 1250 3.000
Ancho máximo de la cámara mxm 6x6 16 x 16 17 x 17 26 x 26
Profundidad máxima del agua * m 2,8 3,8 4 4,5
 66. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

Peso
reductor kg 110 925 1.645 2.910
motor kg * 255 315 690
soporte 60 125 130 250
rotor kg 90 280 665 1.090
estabilizador kg 125 270 395 485
conjunto kg 385 1855 3150 5.425
* Referido a NR = aprox. 30 W/m3
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, la Virgencita y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez, 22 XI 2.014.
Aeración, [9].
La mezcla del contenido de la cámara de aeración permite el contacto entre la biomasa y las substancias a remo-
ver contenidas en el efluente a tratar. Debe asegurarse que todo el contenido sea mantenido en suspensión ya que si
aparecen zonas muertas habrá sedimentación de barros, los cuales comenzarán a descomponerse y se creará una
zona con escaso oxígeno disuelto originando condiciones adecuadas para un crecimiento desmedido de bacterias
filamentosas que conducen al esponjamiento de los barros. La mezcla provista por el sistema de aeración puede ser
suficiente, en caso contrario debe agregarse un equipo adecuado al respecto.
La aeración debe suministrar el oxígeno para la enorme comunidad de bacterias aeróbicas y facultativas y otros
microorganismos presentes en el medio. Normalmente la concentración de oxígeno disuelto en el líquido en la des-
carga de la cámara de aeración se mantiene entre 2 y 3 mg/l. Concentraciones de oxígeno mayores no tienen utilidad
práctica e implican un derroche de energía, y concentraciones de menos de 1 mg/l pueden favorecer el crecimiento
de bacterias filamentosas.
Mientras para la degradación de 1 unidad de masa de D.B.O. se requieren de 1,0 á 1,5 unidades de masa de oxí-
geno, para la nitrificación completa de 1 unidad de masa de amoníaco, es decir para convertirla en nitrato, se requie-
ren 4,5 unidades de oxígeno.
La eficiencia de la transferencia de oxígeno del equipo de aeración juega un papel importante para determinar
cuánto oxígeno es suministrado a los microorganismos por unidad de volumen de aire entregado al líquido en la
cámara de aeración. No se disuelve en el agua todo el oxígeno suministrado, la mayor parte del mismo permanece
como gas, burbujea a la superficie y se pierde en la atmósfera.
La Eficiencia Normal de Transferencia de Oxígeno [Standard Oxygen Transfer Efficiency (SOTE)] varía entre el
10% y el 40% medida en agua limpia a unos 4,5m de inmersión (15 piés) en el caso de aeración por difusión.
La transferencia de oxígeno también se puede espresar como la Velocidad Normal de Transferencia de Oxígeno
[Standard Oxygen Rate (SOTR)] medida como unidades de masa de oxígeno transferido por unidad de energía con-
sumida.
La Eficiencia Verdadera de Transferencia de Oxígeno [Actual Oxygen Transfer Efficiency (AOTE)] o Velocidad
Real de Transferencia de Oxígeno [Actual Oxygen Transfer Rate (AOTR)] para aguas residuales suelen ser mucho
menores que sus correspondientes normales que se evalúan en agua limpia.
La transferencia de oxígeno está afectada por muchos factores, incluyendo el tipo de equipamiento empleado, su
mantenimiento, la temperatura del aire, las características químicas del líquido y la velocidad a la que consumen
oxígeno los microorganismos [(oxygen uptake rate)]. Por ejemplo para un aerador dado, mientras la Velocidad
Normal de Transferencia de Oxígeno puede alcanzar hasta unos 3,3 kg de oxígeno por HP hora, la Velocidad Real
de Transferencia de Oxígeno puede encontrarse alrededor de 1,2 kg de oxígeno por HP hora.
Debería mantenerse un mínimo de 0,5 mg/l por oxígeno disuelto en el cámara de aeración; idealmente el monito-
reo se ejecuta continuamente en varios puntos del cámara de aeración, [5].
Variables de diseño y control en una planta de barros activados, [5] y [9].
La mezcla de líquido, flóculos, substancias coloidales, microorganismos libres, etc. contenida en la cámara de aeración
recibe diferentes nombres: licor mezclado, licor de mezcla, etc. Nosotros lo llamaremos simplemente líquido mezclado.
La concentración de Sólidos Suspendidos en el Líquido Mezclado (SSLM) medidos en mg/l, está relacionada
directamente con la cantidad de flóculos biológicos suspendida en el mismo y, por lo tanto, con el número de micro-
organismos en el líquido mezclado. Normalmente se determina a partir de una muestra obtenida en la salida de la
cámara de aeración. Por incineración a 550ºC se determina la parte inorgánica, restándola del total se obtiene la
parte orgánica, que se asigna a la masa microbiana, y se designa como Sólidos Suspendidos Volátiles en el Líquido
Mezclado, SSVLM, [9].
Se define como Índice del Volumen de Barros, IVB, al volumen en mililitros ocupado por 1 gramo de barro activa-
do luego de dejar sedimentar el líquido mezclado aerado durante 30 minutos en una probeta graduada de 1.000 ml.
volumen de barro luego de 30 minutos (ml/l) 1.000 ml
IVB [5]
SSLM (mg/l) g
Es decir:
IVB [ml/g] = (ml barro sedimentado) / (mg/l de MLSS/1.000), [9].
El índice del volumen de barros es una medida de las características del comportamiento del barro en la sedi-
mentación y está estrechamente relacionado con el número de microorganismo en el flóculo. Un barro con un índice
del volumen de barros pequeño sedimenta y se compacta bien. Sin embargo, un índice del volumen de barros muy
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 67.

pequeño indica un flóculo en punta de alfiler. Un índice del volumen de barros alto indica esponjamiento. Por ejem-
plo flóculos punta de alfiler (flóculo con muy pocos microorganismos filamentosos) pueden tener índice del volu-
men de barros debajo de 70 ml/g, mientras el barro esponjado (con un número elevado de microorganismos filamen-
tosos) tendrá un índice del volumen de barros por encima de 150 ml/g.
Podemos resumir, a partir de [5] y [9]:
IVB óptimo = 100 ml/g,
IVB bueno entre 80 y 120 ml/g,
IVB < 70 ml/g indica flóculos en punta de alfiler, efluente turbio,
IVB >150 ml/g indica esponjamiento del barro
Observemos que el índice de volumen de barros es algo así como un volumen específico, es decir la inversa de la
densidad del barro , por lo tanto, si el índice de volumen del barro es pequeño implica una densidad grande y buena
sedimentación, vi viceversa; entonces se define como Índice de Densidad del Barro , IDB, a los gramos de barro que
ocupan un volumen de 100ml luego de haber sedimentado la muestra durante 30 minutos, [9]
IDB = (SSLM (mg/l) /1.000) / (ml barro sedimentado / 100)
Resulta, según [9]: IDB = 100 / IVB
Valores convenienetes del Índice de Densidad del Barro van de 0,8 ´1,2.
La edad del barro, EB, o tiempo de residencia celular o tiempo de residencia de los sólidos, [5] y [9], mide el
número promedio de días que los sólidos permanecen en el sistema. Se calcula usando parámetros conocidos:
volumen de la cámara de aeración (m 3 ) SSLM (mg/l)
EB días
Caudal de recirculac ión (m 3 /día) SSLM recirculad o (mg/l)
Para el cálculo de la edad del barro se recomienda usar los Sólidos Suspendidos Volátiles, (SSVLM), que repre-
sentan mejor a la parte viva del barro, también se pueden usar los valores del total de Sólidos Suspendidos (SSLM)
mientras se usen en el numerador y el denominador
Si la cantidad de biomasa en los sedimentadores secundarios es importante entonces se la puede sumar a la de la
cámara de aeración para calcular el Tiempo de Residencia Celular Medio; en su cálculo a veces también se suma a
la cantidad de barros excedentes la biomasa perdida en el efluente tratado
La edad del barro es importante debido a que ayuda al operador a mantener una población viable de microorga-
nismos. La edad óptima del barro puede variar estacionalmente, ya que la actividad biológica crece en el verano y se
reduce en el invierno. Entonces generalmente la edad del barro se ajusta por lo menos dos veces por año, se la in-
crementa en el invierno y se la reduce en el verano, [5].
Una edad del barro muy pequeña puede originar que el flóculo sea liviano y con aspecto de pelusa (fluffy), sedi-
menta lentamente o escapa con el efluente (una condición para el esponjamiento, bulking). Una edad larga (dema-
siados sólidos en el sistema) puede resultar en flóculos cabeza de alfiler y efluente turbio, [5].
Según [9]:
EB < 4 días: etapa de crecimiento logarítmico, habrá organismos ameboides, flagelados, los efluentes serán tur-
bios, sedimentan mal, las causas pueden ser una elevada relación alimento microorganismos o poca concentración
de materia orgánica, para edades del barro mayores a los 4 días los flóculo son densos, sedimentan rápido, aparecen
ciliados móviles y sesiles, la comunidad es más diversa, por encima de los 15 días se entra en la respiración endógena.
Relación alimento/microorganismos (F/M), también llamada factor de carga
Este parámetro indica la razón entre el alimento que ingresa al sistema y la masa de microorganismos que está
siendo aerada. Se la calcula como sigue:
Masa de DBO por día agregadas al tanque de aeración
F/M =
Masa de SSLM en el tanque de aeración
El intervalo normal de F/M para una planta convencional es de 0,15 á 0,5.
Se puede calcular como, [10]:
F/M= [(Q/V)(D.B.O.e- D.B.O.s)]/ SSVLM
donde
F/M = razón alimento a microorganismos , kg D.B.O. removida/día/Kg MLVSS
Q = caudal de diseño de 24 horas, m3/día
V= volumen de la cámara de aeración, m3
D.B.O.e = D.B.O.5,20 en el afluente a la cámara de aeración, mg/1
D.B.O.s = D.B.O.5,20 en el efluente de la cámara de aeración, mg/1
SSVLM sólidos suspendidos volátiles en el líquido mezclado contenido en la cámara de aeración, mg/l.
Podemos resumir, a partir de [9]:
F/M (adimensional) Edad del barro (días)
Barros activados convencionales 0,25 á 0,45 4á6
Aeración extendida 0,05 á 0,15 13 á 25
BIBLIOGRAFÍA:
[1] "Das mikroskopische Bild bei der biologischen Abwasserreinigung", Informationsberichte des Bayerischen
Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/99, 3ª ed. , refundida y ampliada. Munich, Marzo de 1.999.
[2] Hawkes, H. A. The Ecology of Waste Water Treatment. Pergamon Press. Oxford, 1.963.
 68. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

[3] Perin, Guido. Principios y Aplicaciones de la Ecotoxicología Integrada Cuantitativa. Università Degli Studi Ca'
Foscari Di Venezia y Facultad de Ingeniería, U. B. A. Buenos Aires, 1.995 / 1.996.
[4] Manual for Land Application of Treated Municipal Wastewater and Sludge. Environment Canada, EPS 6-EP-
84-1. Marzo 1.984.:
[5] Summary Report. The Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming. EPA 625/8-87/012.
Las causas y el control del apelamasamiento / esponjamiento (“bulking”) y formación de espumas del barro activa-
do - Informe sumario. Cincinnati, Julio 1.987.
[6] Ferrer Polo, José; Seco Torrecillas, Aurora. Tratamientos biológicos de aguas residuales. 1ª edición. 1Alfa
Omega Grupo Editor. México, 2008.
[7] Itria, Raúl Fabio. Barros activados: algunas características. Usos en la depuración de efluentes. Laboratorio
biológico. CIIA –INTI. Buenos Aires, 1999.
[8] Atlas, Ronald M.; Bartha, Richard. Ecología microbiana y Microbiología ambiental. Pearson Educación S.A., Madrid, 2.002.
[9] State of Michigan Department of Environmental Quality. Activated Sludge Process Control Training
Manual For Wastewater Treatment Plant Operators. 2011.
[10] A gencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Process Design Manual.
Wastewater Treatment Facilities for Sewered Small Communities. EPA-625/1-77-009. Cincinnati, Ohio, 1977.
LECHO PERCOLADOR
Los lechos percoladores, también llamados filtros percoladores o filtros de goteo, son aparatos para remover bio-
lógica y aeróbicamente materia orgánica disuelta en un líquido. Basan su funcionamiento en un lecho fijo de micro-
organismos y pequeños animales que son predadores de éstos.
Como substrato sólido sobre el cual se forme el lecho se recurre a cuerpos inertes, como piedra partida, anillos
plásticos, rellenos plásticos estructurados, cintas plásticas, etc.
El líquido a tratar se rocía por la parte superior del lecho y se recoge, tratado, por el fondo del mismo. El rociado
es intermitente, se puede hacer:
1) mediante caños perforados que forman un emparrillado fijo sobre la caja del lecho, que en ese caso es de plan-
ta rectangular, en este caso el líquido en forma se bombea intermitentemente; o bien
2) también son caños perforados pero todos alimentados desde una columna central en rededor de la cual rotan por
acción y reacción, como un gigantesco regador de jardín. Como tratamos de mostrar en las figuras 1 y siguientes.
En general el aire circula naturalmente dentro del lecho, ingresa por los orificios existentes en la parte inferior de
la pared lateral del equipo y sale por la superficie superior o bien entra por esta última y sale por los orificios inferio-
res, todo depende de las diferencias de temperatura entre el aire en el interior del lecho y la atmósfera y de la acción
que pueda ejercer el líquido descendente dentro del lecho.
Excepcionalmente se inyecta aire por los orificios inferiores, mediante ventiladores o se lo aspira superiormente
en caso de ser lechos percoladores cubiertos, [Brentwood Industries. Trickling Filter Systems Design & Application].
En la figura 1 hemos tratado de representar una perspectiva de un lecho percolador relleno con piedra partida,
suponiendo sus paredes transparentes y parcialmente rellenado, con el fin didáctico de facilitar su comprensión.
En ella podemos ver la pared cilíndrica exterior (1), la caperuza (2) que vincu-
la el conducto vertical por el que entra el líquido, que recorre axialmente a la
columna central (7), con los brazos regadores (3), el relleno de piedra (4), el canal
(5) de salida del líquido tratado y los orificios (6) de entrada o salida del aire;
además se aprecia el fondo perforado, o falso fondo (8), que sostiene el manto de
piedra y, simultáneamente permite el paso del líquido tratado y del aire; por deba-
jo se encuentra el fondo verdadero (9) con pendiente hacia el canal (5) para per-
mitir el escurrimiento del líquido tratado. El relleno 4 llena todo el cilindro hasta
cierta altura, inferior a la de los brazos regadores, como tratamos de representar
en las figuras 3 y 4
Fig. 1 El lecho percolador y sus partes principales.
En la figura 2 hemos tratado de resumir como circula el líquido en un lecho percolador, a saber:
I el líquido a tratar entra por un conducto, normalmente enterrado, que marcamos como “entrada del líquido a
tratar” y asciende por el conducto vertical que recorre axialmente a la columna central (7);
II inunda a la caperuza (2) y
III pasa a los brazos regadores (3), que tienen perforaciones por las que sale. La caperuza (2) tiene un cierre
hidráulico y un soporte tales que le permiten rotar en torno a su eje, además
IV cada brazo tiene las perforaciones alineadas sobre una generatriz de forma tal que, actuando por acción y re-
acción, el conjunto caperuza más brazos gira en torno al eje de la primera; es decir que la salida del líquido por las
perforaciones de los brazos origina la rotación del conjunto formado por ellos y la caperuza,
V entonces el líquido a tratar riega el lecho de piedra (4), percola por él y
VI se va tratando biológicamente durante su pasaje por el lecho, como veremos luego, finalmente
VII atraviesa el falso fondo (8) y es recogido por el fondo verdadero (9), cuya pendiente lo conduce al canal de
salida (5)
VIII por donde sale tratado.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 69.

Notemos que en la figura 2 hemos quitado los orificios (6) de entrada o salida del aire, para simplificar el dibujo
y facilitar su comprensión. Entonces veamos cómo circulan los gases por el lecho percolador.

Fig. 2. Circulación del líquido en el lecho percolador.

Como tratamos de representar en la figura 3, el aire
puede ingresar por los orificios (6) y salir por la super-
ficie superior del lecho de piedras (4), si su densidad
dentro del lecho es inferior a la del aire exterior, es
decir, normalmente, si la temperatura del mismo dentro
del lecho supera a la de la atmósfera, en caso contrario
el aire ingresa por la superficie superior del lecho y
sale por los orificios (6); nótese que habrá momentos
en que la diferencia de ambas densidades no sea sufi-
ciente para forzar la circulación de gases y se puede
producir un estancamiento de los mismos, reduciéndo- Fig. 3. Circulación del aire en el lecho percolador.
se el aporte de oxígeno.
En ciertos casos, no comunes, se
ha introducido el aire a presión por
los orificios 6, complicándose el
sistema y perdiendo la ventaja de su
simplicidad.
En la figura 4 representamos un
detalle de posibles piezas para con-
formar el falso fondo, que se logra
poniendo hileras de estas piezas una
al lado de la otra, como podemos
apreciar en el corte A-A de la figura
7. Existen otras formas para construir
un falso fondo.

Fig. 4 Formas posibles de las pie-

zas para construir un fondo falso, o
fondo perforado.

Fig. 5. Vistas exteriores y superior.

En las figuras 5 á 7 hemos tratado de representar vistas y cortes de un lecho percolador, tan sólo para aclarar ide-
as. Hemos mantenido los mismos números para identificar las distintas partes, así, p. ej. en todos los casos el (1) se
refiere a la pared cilíndrica exterior.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 70.

Fig. 6. Lecho percolador, vista de arriba y cortes verticales. Fig. 7. Lecho percolador, vista de frente y cortes horizontales a distintas profundidades.

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 71.

Principio de funcionamiento
Un relleno sólido, p. ej. constituido por piedras trituradas de entre 4 ý 8 cm, materiales plásticos con formas adecua-
das, reticulados de madera, etc., se riega con el efluente a tratar.
Adherida a la superficie del sólido va creciendo una comunidad microbiana a costa de la materia orgánica y los nu-
trientes minerales aportados por el líquido, el proceso es fundamentalmente aeróbico, pues el líquido incorpora oxígeno
atmosférico del aire intersticial del relleno, a su vez a medida que desciende el efluente por el lecho va arrastrando los
productos metabólicos de la actividad microbiana, muchos de ellos inhibidores del crecimiento de determinadas especies
o, incluso letales para ellas.
Es decir el relleno sólido actúa como material de soporte para los microorganismos. Se dice que este tipo de trata-
miento es de lecho fijo, pues fijos están los microorganismos; a diferencia del proceso de barros activados en los que los
microorganismos, libres o en los flóculos, están en continuo movimiento, por lo que se los llama tratamientos de lecho
móvil.
A medida que pasa el tiempo la capa de microorganismos que cubre los sólidos se hace más gruesa, gracias al creci-
miento celular, entonces los microorganismos adheridos al sólido, que podríamos llamar basales, están más aislados del
líquido por los que están por encima de ellos, les llega cada vez menos cantidad de alimento y de oxígeno y se va acu-
mulando entre ellos productos metabólicos más o menos dañinos, así se debilitan y mueren y, al perder su adherencia, se
desprende la capa en su conjunto y es arrastrada por el líquido. Comenzando a crecer inmediatamente una nueva capa en
lugar de la anterior. Es decir el efluente del lecho percolador arrastra continuamente consigo restos de la capa de micro-
organismos, restos que conforman un barro de origen biológico, muy rico en materia orgánica y que debe ser quitado del
efluente tratado mediante un sedimentador. Además se va produciendo una diferenciación entre las comunidades desde
la superficie al fondo del lecho, así en la parte superior habrá algas, larvas de insectos, etc., las bacterias nitrificantes se
desarrollaran hacia el interior gracias al amoníaco producido por la amonificación en las capas superiores del relleno,
luego aparecerán bacterias del grupo de las Nitrosomonas y por debajo las del grupo Nitrobácter, que aprovechan los
nitritos generados por las anteriores. Es decir en un lecho percolador se genera un verdadero ecosistema.
En general en las plantas con lechos percoladores no se recirculan los barros pero sí parte del líquido que sale del se-
dimentador, como podemos ver en la figura 8.
La recirculación del líquido tratado y sedimentado:
1) aumenta la eficiencia de remoción de materia orgánica del equipo al volver a tratar el líquido, cuya concentración
disminuye al mezclar líquido tratado con líquido sin tratar aún,
2) disminuye el crecimiento de moscas sobre la superficie del lecho percolador,
3) en plantas de tratamiento con caudales variables asegura un funcionamiento continuo del aparato, pues si no fluye
líquido se detiene el riego, la capa de microorganismos queda sin oxígeno, etc. y en parte se seca y muere, así, por ejem-
plo, en pequeñas poblaciones rurales se asegura el funcionamiento nocturno de la planta cuando los caudales de líquidos
cloacales son mínimos,
4) aporta oxígeno al sedimentador,
5) eventualmente agrega microorganismos.

Fig. 8. Diagrama de bloques de un equipo

de lecho percolador y su sedimentador.

Existen lechos percoladores de poca carga, en los que los caudales por unidad de superficie de la planta vista de arri-
ba del lecho percolador son relativamente pequeños y, entonces, la velocidad con la que desciende el líquido no es gran-
de, su fuerza de arrastre tampoco lo es y la capa de microorganismo puede alcanzar bastante espesor, resultando un barro
más mineralizado que en los lechos percoladores de gran carga.
En los lechos percoladores de gran carga los caudales por unidad de superficie resultan mucho mayores que en los
anteriores, la fuerza de arrastre del líquido que percola entre el material de soporte de los microorganismos es elevada y
la capa de microorganismos se desprende apenas los microorganismos basales se debilitan, con lo que resulta un barro
mucho menos mineralizado.
Según las clases del curso de postgrado de Ingeniería Sanitaria (F.I.U.B.A., 1.979) para lechos de piedra se pueden
usar los valores de la tabla 1.
Lecho percolador Carga orgánica volumétrica, Carga hidráulica superficial,
kg D.B.O./(m3 de lecho x día) m2 / (m2 de lecho x día)
de poca carga 0,175 0,04 á 0,17
de gran carga 0,700 0,8
Tabla 1. Valores de cálculo para lechos percoladores con relleno de piedra I.I.S., F.I.U.B.A., 1979.

Según: Agencia de protección ambiental de los EE.UU. de Norte América. Process design manual Wastewater
treatment facilities for sewered small communities. EPA-625/1-77-009.Octubre, 1977

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

 72 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.
.
podemos resumir:
Los lechos percoladores se pueden colocar en serie, incluso intercalando sedimentadores o cámaras de aeración entre
ellos.
La selección del medio depende de una cantidad de consideraciones interrelacionadas:
1. área superficial específica: es la cantidad de superficie del medio por unidad de volumen, disponible para el
crecimiento bilógico. Una superficie específica mayor permite una masa de barro biológico más grande dentro del lecho
percolador y una mayor carga orgánica por unidad de volumen,
2. espacio vacío: constituye el espacio de aire entre el medio a través del cual pasan el líquido y el aire, y así to-
man contacto con el crecimiento fijo del barro Para medios de roca o escoria una reducción del tamaño de los sólidos
tiende a incrementar el área de la superficie específica y reducir el espacio vacío. Cuanto mayor es el caudal de carga
orgánica mayor es el espacio de aire por unidad de volumen que se requiere,
3. Peso unitario: si el medio tiene un peso unitario más grande requiere bases y paredes más pesadas, pudiendo
limitar la configuración del lecho percolador, afectando el costo de instalación,
4. Configuración del medio: los medios distribuidos al azar, como granito, escoria de alto horno o material plásti-
co a granel permiten dispersar la carga hidráulica rápidamente, antes que tenga lugar una gran penetración. La dispersión
rápida permite usar este tipo de medio a cargas hidráulicas reducidas y profundidades bajas. Los medios de plástico tipo
modular no suministran una dispersión similar, por lo tanto se requiere una profundidad mayor, permitiendo mayores
caudales de carga orgánica. Los medios constituidos por bastidores de madera se diseñan para proveer una dispersión
similar a la obtenida con materiales a granel distribuidos al azar y, por lo tanto, se pueden usar en lechos percoladores
poco profundos.
Ondulaciones, aletas y otras irregularidades que se le suministran a medios manufacturados y son propias de medios
naturales (tales como roca, escoria, etc.) resultan valiosas al aumentar la transferencia de oxígeno a la biomasa (esto es,
ellos causan turbulencia en el efluente que pasa a través del material formando capas delgadas).
5. Tamaño y material del medio. Los materiales usados más comúnmente para medios a granel distribuidos al azar
son escoria, piedra o grava trituradas, o grava sin triturar. Estos materiales deberían ser sólidos, durables, aproximada-
mente equidimensionales, y resistentes al congelamiento y descongelamiento, según se determina mediante el ensayo de
solidez con sodio (sodium soundness test). El intervalo normal de tamaño para estos materiales está entre 1 y 3,5 pul-
gadas (25 á 90 mm). Para asegurar un espacio adecuado de poros resulta importante la uniformidad. Normalmente la
gradación está limitada a 1 pulgada (25mm) o 1,5 pulgadas (40mm) entre los tamaños mayores y menores, esto es de 2,5
á 3,5 pulgadas (65 á 90mm) ó de 1,5 á 3 pulgadas (40 á 75mm). Para más detalles sobre medios a granel distribuidos al
azar ver las referencias 6 y 7 en la bibliografía.
Los medios de plástico para lechos percoladores generalmente se fabrican de cloruro de polivinilo (PVC) para me-
dios modulares o polietileno (PE) para medios a granel. Ambos son plásticos muy resistentes a la degradación química o
biológica. Aunque hay determinadas substancias químicas que pueden afectar las propiedades físicas de estos plásticos
hay pocas probabilidades que las mismas estén presentes en los líquidos cloacales en concentraciones suficientes para
tener un efecto evidente sobre los mismos a temperaturas inferiores a los 140ºF (60ºC). El PVC se emplea para medios
de tipo modular debido a su rigidez y dado que se lo puede obtener en hojas o láminas delgadas. El PE puede ser con-
formado en las formas usadas en los medios a granel pero carece de la rigidez requerida para los medios modulares.
Otros factores que influyen al seleccionar estos plásticos son el bajo costo y su inflamabilidad reducida. Al diseñarlos y
especificarlos se debe tener cuidado para prevenir los daños por la exposición al sol.
6. Disponibilidad. La disponibilidad relativa del medio puede tener un efecto más importante sobre el diseño del
lecho. En muchas áreas del país (U.S.A.) no hay disponibles rocas sólidas durables y debe requerirse un compromiso.
7. Costo. El costo de los lechos percoladores depende principalmente del medio empleado. Debe tenerse cuidado
de comparar el costo del medio con el trabajo que el medio puede lograr y con el efecto que puede tener tanto en la cons-
trucción requerida como en la operación de la unidad.
NSW Environmental Systems. Norddeutsche Seekabelwerke Aktiengesellschaft. SESSIL Percolating Filters. Norden-
ham, ca. 1990.
SESSIL es el nombre comercial de unos lechos percoladores que emplean como medio cintas colgantes de unos 30 mm
de ancho , 30 á 80 m de espesor, de longitud adecuada al equipo, hasta 8m, pesa entre 6 ý 12 kg/m3 instalado, peso
seco.
Se puede usar para un tratamiento completo o parcial, nitrificación; ampliación de la capacidad de una planta de barros
activados sobrecargada, usándolo como primera etapa; mejorar la eficiencia de lechos percoladores existentes, readapta-
ción (retrofitting) de área adicional para que se ajuste a un incremento a cargas nuevas o mayores.
Las paredes del lecho percolador resultan livianas, y modulares, incluyen perfiles metálicos galvanizados y recubiertos,
acero esmaltado, esqueleto de hormigón armado con paneles de albañilería como relleno, o bien estructuras de hormigón
armado in situ. Las cintas cuelgan de armazones de acero galvanizado o recubierto o de madera resistente a la putrefac-
ción, se instalan pasarelas para la construcción y el mantenimiento.
Para lechos percoladores de pequeña carga y para nitrificación se pueden emplear áreas superficiales específicas de más
de 200 m2/m3.
Se recomiendan para:
Lechos percoladores de gran carga:
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 73.

carga volumétrica típica 1,5 á 4 kg D.B.O.5/m3 . día

eficiencia típica 50% á 80%
Lechos percoladores para remoción típica de D.B.O.:
área superficial específica 150 m2/m3
carga volumétrica típica 0, 4 á 0,8 kg D.B.O.5/m3 . día
efluente normal típico 20 á 40 mg D.B.O.5/l
Lechos percoladores nitrificantes:
área superficial específica 200 m2/m3
carga volumétrica típica <0,25 á 4 kg NH4-N / m3 . día
efluente normal típico <10 mg NH4-N / l
NSW Environmental Systems. Norddeutsche Seekabelwerke Aktiengesellschaft. BIO-NET Percolating Filters. Norden-
ham, ca. 1990.
En cambio el relleno BIO-Net está constituido por mallas enrolladas
formando cilindros en cuyo interior hay cintas longitudinales, tal como
tratamos de detallar en la figura 9 a la izquierda. Adhiriendo estos
cilindros paralelamente uno al lado de otro se forman bloques, como
dibujamos en la misma figura a la derecha y en otra escala. Estos blo-
ques tienen 0,5m de lado por 0,6m de altura, pueden apilarse hasta
alcanzar 6m de alto..
Además de usarse en lechos percoladores se emplean en lechos bio-
lógicos rotativos (contactores biológicos rotativos), tratamientos ana-
eróbicos de efluentes, en tratamiento de aguas, p. ej. remoción de CO2
por arrastre con gases, en tratamiento de gases p. ej. tratamiento bi-
lógico, arrastre de gases mediante gases o vapor (stripping), separado-
res de gotas, etc.

Figura 9. Relleno BIO-Net

Tipo BIO-NET 100 BIO-NET 150 BIO-NET 200 BIO-NET 250

Aplicación: tratamiento parcial parcial a total total, nitrificación nitrificación
Porciento de vacíos (%) 97 96 95 92
Peso especíifico aparente, kg/m3 32 40 49 79
Área de superficie específica (m2/m3)* hasta 110 hasta 160 hasta 200 250
Área superficial instalado el material (m2/m3) 90 122 170
Material Polietileno estabilizado ante UV
Carga orgánica (kg D.B.O.5 /m3 . día) desde 1,5 kg 0,4 hasta 2,0 <0,4
Carga hidráulica (m/h) ** 1,0 á 3,0 0,8 á 2,0 1,0 á 2,0
* en condiciones operativas, calculada con una película biológica de 3mm de espesor, conforme con la norma DIN.
** la carga hidráulica superficial depende del tipo de carga orgánica del efluente a tratar y la capacidad de riego (lit.
humedecer) del distribuidor. La recomendación mencionada sólo sirve como guía y para ser ser seleccionada de acuerdo
son parámetros completamente operativos.
Tabla 2. Características técnicas del material BIO-NET, según información técnica escrita, ca. 1990, actuali-
zada por consulta a INTERNET.
Munters Euroform GmbH. PLS dek. Aachen, 1991 vende rellenos estructurados, en forma de láminas plegadas entrecru-
zadas que producen una distribución y separación del flujo descendente, como hemos tratado de dibujar en la figura 10,
a la izquierda sólo dos de dichas láminas, en la realidad forman paquetes de muchas más en paralelo, y a la derecha
cómo se va distribuyendo el líquido a medida que baja por el relleno. Los bordes de contacto entre las láminas tienen
una soldadura doble, lo cual permite alcanzar rellenos de hasta 8m de altura. Las láminas pueden pegarse en obra, lo que
reduce el volumen de material a transportar.

Fig. 10. Nuestra interpretación de la información

técnica brindada por el fabricante.

Para lechos percoladores de gran carga, p. ej. para un pretratamiento de efluentes industriales se pueden emplear el
relleno FB 10.27, de 100 m2 / m3 de superficie específica, con cargas de 1,0 á 6,0 kg de D.B.O.5/m3 . día, alcanzando una
efi-
 74 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

ciencia de hasta 80%, la ausencia de superficies horizontales aseguraría un buen arrastre del barro y buen aprovisiona-
miento de oxígeno.
El reemplazo de lechos de piedra o de lava, típicamente de menos de 2m de espesor, por otros del tipo de los que es-
tamos tratando permite hasta llegar a duplicar la capacidad del lecho percolador.
Para valores bajos de descarga, es decir una degradación más completa de la materia orgánica (D.B.O. 5) se reco-
mienda el material FB 10.19, con 150 m2 / m3 de superficie específica, que permite emplear reactores más pequeños y
alcanzar valores de D.B.O.5 de substancias disueltas en la descarga menores de 5mg/l.
Para la nitrificación, con películas biológicas delgadas, se pueden emplear materiales como el FB 12.19 o el FB 10-
12, que tienen una superficie específca muy elevada, de 190 á 240 m 2 / m3 respectivamente, y permiten tasas de trans-
formación de hasta 600 g NH4-N/ m3 . día.
Efluente Carga orgánica, kg de D.B.O.5/m3 . día % de degradación
fácilmente degradable 1,5 83
3,0 66
5,0 52
complejos, p. ej. comunales 1,5 74
3,0 59
5,0 45
difícilmente degradable 1,5 62
3,0 50
5,0 38
Tabla 3. valores de degradación del material PLASdek FB27.
El tiempo empleado por el líquido para fluir por un lecho percolador de 3 m de altura con relleno FB27 varía con la
carga hidráulica superficial
carga hidráulica, m3/m2 . h 1,4 2 3 4 5
tiempo de paso, minutos 12 9,6 7,2 5,8 5,0
Tabla 4. tiempos de paso del agua por el material PLASdek FB27.
Los valores indicados en las tablas 3 y 4 fueron aproximados por nosotros a partir de gráficos suministrados por el
fabricante empleando PLASdek FB27.
A revisar y completar.
Bs. As. 16-XII-2.002 - 5 VI 2.0015
Agradecimiento: a Dios, nuestro Señor, a la Virgencita Santa María y a mis Padres.
Ing. (U.B.A.) Juan Manuel Sánchez.
Digestión anaeróbica de efluentes líquidos
de Tullio, Luis A.; Sánchez, Juan Manuel. Estudios previos sobre la depuración biológica anaeróbica de efluentes
industriales. Buenos Aires, 1.989.
1.Introducción.
La depuración de aquellos efluentes industriales cuya carga contaminante sea esencialmente de naturaleza orgánica
puede lograrse, en casi la totalidad de los casos, mediante procesos biológicos que involucran la acción de microorga-
nismos. Como ejemplo particular cabe mencionar a los efluentes de industrias alimenticias y de bebidas, como ser lácte-
as, cárnicas, azucareras, conservadoras, vineras, etc. Tales industrias participan, en la República Argentina, (ca. 1989)
con un treinta por ciento en la formación del producto bruto industrial.
2. Tratamientos biológicos.
2.1 Tipos de tratamientos biológicos.
Conceptualmente pueden considerarse dos tipos fundamentales de procesos biológicos: aeróbico y anaeróbicos.
En los procesos aeróbicos, los microorganismos actuantes requieren la presencia de oxígeno gaseoso disuelto en el
líquido; en la mayor parte de los sistemas aplicados al tratamiento de efluentes industriales, tal presencia se logra me-
diante la disolución de aire en el líquido por medio de dispositivos mecánicos; si se dispone de grandes extensiones de
terreno, la incorporación de oxígeno se realiza naturalmente mediante la acción de algas, que se desarrollan en la zona
superficial del reactor biológico y que son microorganismos fotosintéticos que, en presencia de luz, transforman dióxido
de carbono y agua en materia orgánica, oxígeno y agua (lagunas facultativas y aeróbicas).
En los procesos anaeróbicos, por el contrario, se desarrolla una masa de microorganismos que no requieren oxígeno
gaseoso disuelto en el líquido a tratar; en este caso, la materia orgánica también se transforma en estructuras más senci-
llas (aunque de distinta naturaleza que las originadas en los procesos aeróbicos) y gases (fundamentalmente metano y
dióxido de carbono y, en menor medida, sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, amoníaco y nitrógeno.
2.2 Comparación entre métodos aeróbicos y anaeróbicos.
2.2.1 Ventajas de los tratamientos anaeróbicos.
Si se mide la eficiencia de un proceso biológico en términos exclusivos del grado de estabilización o depuración final
logrado en base a la materia orgánica presente en el efluente, el proceso aeróbico es más eficiente que el anaeróbico. Sin
embargo si se plantea la comparación entre ambos sistemas de tratamiento para un mismo valor de eficiencia alcanzable,
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 75.

medida en términos de remoción de la concentración de materia orgánica expresada como Demanda Química de Oxíge-
no (D.Q.O.) o Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O.), los procesos anaeróbicos presentan las siguientes ventajas:
1) operan con altas cargas volumétricas, o sea que degradan mayor cantidad de materia orgánica por unidad de volu-
men útil de reactor en la unidad de tiempo con respecto a un proceso aeróbico,
2) operan eficazmente con efluentes de altas concentraciones de materia orgánica, que producen, en cambio, serios
problemas operativos en los procesos aerobios,
3) no requieren oxígeno gaseoso disuelto en el líquido; en cambio, en los sistemas aeróbicos generalmente utilizados
para el tratamiento de efluentes industriales, por su eficiencia y adaptabilidad, se requieren consumos relativamen-
te importantes de energía para incorporar oxígeno al líquido,
4) los procesos aeróbicos sólo degradan, en términos generales, un cincuenta por ciento de la materia orgánica del
efluente, transformando el cincuenta por ciento restante en masa microbiana que, por su naturaleza, debe ser trata-
da o estabilizada antes de su disposición final en terrenos adecuados. Dicha estabilización requiere, de acuerdo al
sistema que se seleccione, un cierto aporte de energía. Por el contrario, en los procesos anaeróbicos un alto porcen-
taje de la materia orgánica ( hasta un noventicinco por ciento según la temperatura y el tipo de efluente) se degrada
a un gas, llamado “biogás”, rico en metan y, por lo tanto, de alto poder calorífico (21.000 á 25.000 kJ/m 3).
Dicho de otro modo, en los procesos aeróbicos los productos finales de la degradación biológica tienen mayor
grado de oxidación y, por lo tanto, menor nivel de energía química que los originados en la degradación anaeróbi-
ca; es decir, que la energía liberada y disponible para síntesis de células microbianas es mucho mayor en los proce-
sos aeróbicos por lo que el crecimiento y consecuente excedente de microorganismos o barro a estabilizar es tam-
bién mucho mayor. Además, de todo lo expresado se deduce que en el proceso anaeróbico una parte importante de
la energía química de la materia orgánica del efluente crudo es aprovechable al conservarse en el biogás resultante,
5) la masa microbiana anaeróbica puede mantenerse en el reactor sin alimentación de efluente crudo durante períodos
relativamente prolongados, adaptándose rápidamente a las condiciones normales de operación una vez recomenza-
do el ciclo de tratamiento. Esta propiedad hace que este proceso sea particularmente apto para la depuración de
efluentes industriales estacionales. En cambio, la masa microbiana aeróbica debe volver a formarse cada vez que
se reinicia un ciclo productivo luego de períodos relativamente largos de inactividad, lo cual insume intervalos de
tiempo entre diez y quince o más días.
2.2.2 Desventajas de los procesos anaeróbicos.
En cuanto a las desventajas de los procesos anaeróbicos en relación con los aeróbicos cabe mencionar, especialmen-
te, las siguientes:
1) la velocidad del proceso, relacionada con la factibilidad técnico – económica del mismo, es función de la tempe-
ratura del líquido en el reactor, disminuyendo sensiblemente a temperaturas inferiores a 20ºC,
2) salvo que se presenten condiciones muy favorables para la descarga (alta oxigenación del cuerpo de agua, alta
dilución, etc.) el líquido tratado en un proceso anaeróbico requiere un tratamiento previo de aeración antes de su
vuelco a los cursos receptores, para evitar los efectos nocivos ya analizados, sobre la calidad de los mismos.
3. El proceso anaeróbico.
3.1 Concepto.
La degradación anaeróbica de la materia orgánica tiene lugar en cuatro fases, interviniendo en cada una de ellas mi-
croorganismos, fundamentalmente bacterias, específicos, según se indica a continuación.
Primera fase o de hidrólisis enzimática: los compuestos insolubles de peso molecular relativamente alto, como gra-
sas, proteínas, etc., son convertidos en compuestos solubles.
Segunda fase o de acidificación: se forman compuestos más sencillos, como ser aminoácidos, ácidos grasos, amonía-
co, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, etc.
Tercera fase o acetogénica: la mayoría de los compuestos orgánicos anteriores se convierte en ácidos orgánicos de
bajo peso molecular, fundamentalmente ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.
Cuarta fase o metanogénica: el ácido acético y otros compuestos del carbono se convierten en metano y dióxido de
carbono.
3.2. Tipos de reactores anaeróbicos.
La tasa de crecimiento bacteriana conjunta es lenta, por lo que el proceso anaeróbico también lo es, ya que la remo-
ción de materia orgánica está relacionada con dicha tasa; por lo tanto, para obtener remociones aceptables de materia
orgánica en el efluente a tratar, la permanencia de las bacterias en el reactor biológico debe ser relativamente larga. Para
ello es posible concebir las siguientes alternativas, referentes al diseño de los reactores anaeróbicos:
a) adoptar volúmenes grandes de reactor, en este caso, aquél toma la forma de una laguna excavada en el terreno,
con profundidades mayores a los dos metros y superficies relativamente grandes. Se denominan, en la práctica,
“lagunas anaeróbicas”,
b) sistemas compactos, en ellos la permanencia elevada de las bacterias en el reactor se alcanza mediante técnicas
constructivas y de operación que permiten reducir el tamaño del mismo, existiendo las siguientes alternativas:
- retención de la biomasa dentro del reactor,
- retorno al reactor de la biomasa separada externamente.
Existen diferentes desarrollos tecnológicos basados en estos principios, tal como se indica en la figura 1. En los casos
a) hasta d) se muestran sistemas en los que la biomasa se retiene dentro del reactor, en cambio en e) hasta g) la biomasa
se separa externamente y luego se retorna, en parte, al reactor. El esquema a) corresponde a un sistema por floculación y
sedimentación dentro del reactor, b) y c) a reactores de lecho fijo y flujo ascendente y descendente, respectivamente, y el
 76 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

caso d) a un reactor con lecho fluidizado. Los casos e) á g) corresponden a reactores de mezcla completa con diferentes
métodos de separación de la biomasa, a saber: e) mediante un simple sedimentador, f) por medio de filtración con mem-
branas, suele ser un método complejo de operar y caro, y g) usando un sedimentador con placas o de flujo laminar. En
todos estos casos el equipo de separación de biomasa deber ser cerrado, para retener el biogás y reducir las emisiones
olorosas consecuentes, p. ej. el sedimentador será cubierto.
Fig. 1 Diversos tipos de digestores anaeróbicos cerrados.
REFERENCIAS:

El llamado “filtro anaeróbico”, esquemas 1a ý 1b, por su sencillez

constructiva y operativa, es un sistema particularmente atractivo para ser
aplicado en nuestro País. Está constituido por un material soporte inerte
(grava, carbón activado, cuerpos plásticos, cerámicos o vítreos, etc. que
hemos tratado de representar en la figuar2) sobre el que se fija, en forma
natural, la fase microbiana; el flujo líquido es descendente o ascendente y,
para mayor versatilidad en la operación, parte del efluente tratado puede ser
recirculada.
Fig. 2. Ejemplos de cuerpos de relleno.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgencita, a mis Padres y al Señor Prof. Ing. de Tullio.
Vísperas de la fiesta de la Inmaculada Concepción de la Virgen María, 7 XII 2.014.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 77.

Tratamiento de barros
A los barros resultantes de un tratamiento de efluentes líquidos los podemos clasificar groseramente en:
barros inorgánicos no tóxicos,
barros inorgánicos tóxicos,
barros orgánicos tóxicos,
barros orgánicos no tóxicos.
Observar que un barro fundamentalmente orgánico puede ser tóxico porque:
la materia orgánica que lo constituye sea tóxica, por ejemplo restos de biocidas orgánicos, o
porque la materia orgánica constituyente en sí no sea tóxica pero está mezclada con substancias inorgánicas toxi-
cas, p. ej. a veces los barros de una planta de barros activados retienen por adsorción metales pesados.
A los barros inorgánicos no tóxicos, p. ej. carbonato de calcio de algún ajuste de pH, arena, etc., puede bastar quitar-
les el exceso de agua y disponerlos adecuadamente, p. ej. para rellenar un pozo.
A los barros inorgánicos tóxicos o se les encuentra uso para otro proceso u otra industria o habrá que quitarles el líquido e
incluso secarlos y se los manejará como residuos especiales o peligrosos, p. ej. disponiéndolos en rellenos de seguridad.
A los barros orgánicos tóxicos o se les encuentra uso para otro proceso u otra industria, lo que es muy difícil, o
habrá que quitarles el líquido e incluso secarlos y se los manejará como residuos especiales o peligrosos, p. ej. dispo-
niéndolos en rellenos de seguridad. Se deberá evaluar la posibilidad de tratarlos previamente mediante su incineración,
pero debe tenerse muy en cuenta que de la misma no se desprendan gases de escape tóxicos, p. ej. que arrastren vapores
o partículas de o con metales pesados.
A los barros orgánicos no tóxicos, p. ej. los resultantes de un tratamiento biológico de aguas residuales domésticas,
normalmente se los espesa, luego se los digiere y finalmente se los seca y dispone, usa o incinera.
El espesamiento tiene lugar en sedimentadores especiales al efecto, se busca reducir el contenido de agua para achicar
su volumen. Recordemos que el volumen de un barro se puede calcular como Vb = (Gs)/ [(1-h). ], donde Vb = volumen de
barros, Gs = masa de sólidos en los mimos, h = su humedad y su densidad. En el espesamiento se reduce fundamental-
mente la humedad, que por ejemplo puede pasar del 98 al 95%, entonces Vb resulta un 40% del volumen inicial. En el
Anexo 1 ampliamos algo el tema y en la figura 1, adaptada de [1], mostramos su esquema.
La digestión tiene por objetivo principal remover la materia orgánica putrescible, p. ej. constituida por productos mi-
crobianos de alguna manera aglutinantes que impiden la separación entre los sólidos y los líquidos, además, al ser pu-
trescibles y querer secarlos generan medios anaeróbicos que liberan olores muy feos e intensos, por otra parte disminuye
aún más la humedad de los barros y con ella su volumen.
La digestión se puede hacer:
1) aeróbicamente, en piletas al efecto en las que les inyecta continuamente aire, como en una cámara de aeración de
barros activados, con lo que resulta un consumo elevado de energía;
2) anaeróbicamente en digestores cerrados, en los que no sólo no hay que inyectar aire sino que se produce biogás ri-
co en metano, p. ej. un 65% de metano, un 35% de anhídrido carbónico y trazas de otros vapores o gases como, agua,
nitrógeno, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etc. Observemos que por ejemplo el sulfuro de hidrógeno le confiere propie-
dades corrosivas a este biogás, por lo que se deben tomar las precauciones del caso al quemarlo en un motor a gas pobre
o al darle otro uso similar. Figura 2, adaptada de[2].
También se puede enviar estos barros a lagunas anaeróbicas, donde lentamente se degradarán, pero habrá que tener
en cuenta el problema de los olores.
Finalmente el barro digerido se puede :
1) secar por filtración, p. ej. mediante filtros prensa o de bandas,
2) secar en playas de secado, figura 3, en las que se conjuga la filtración mediante un manto de arena y el efecto
del viento y la radiación solar,
3) secar en secaderos especiales en los que se aporta aire caliente o directamente calor, p. ej. de tambor rotativo,
secaderos solares, etc.
4) mezclar con residuos sólidos biodegradables para fabricar mantillo de basura también llamado compost, y su
posterior uso agrícola, hortícola, etc.,
5) disponer en rellenos sanitarios, lo que no suele ser posible dada su gran cantidad,
6) incinerarlos, con un consumo no despreciable de combustibles y los problemas de tratamiento de los gases de
escape, disposición final de cenizas y escorias, etc.

A revisar y completar.
Bs. As. 9 VI 2.014 - 12 VI 2.015 – 30 VI 2018
Agradecimiento: a Dios, nuestro Señor, a la Virgencita Santa María y a mis Padres.
Ing. (U.B.A.) Juan Manuel Sánchez.
ANEXO 1 Espesador de barros.
El barro crudo es alimentado centralmente en la cámara espesadora, para alcanzar una distribución los más unifor-
memente posible. En la cámara el barro es removido en forma homogénea mediante un agitador / removedor giratorio,
con lo cual se forma una zona inferior de barros espesados con agua turbia sobrenadante, [1].
Para favorecer (lit. apoyar) el proceso de espesado, el barro fresco es mezclado / amasado intensamente por barras
verticales fijadas en el escariador / raspador de barros. Con esto las barras comprimen el barro en su cara anterior de
 78 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

manera insignificante, de esta forma mediante la pequeña depresión originada en la cara posterior, pobre en barro, se
origina un efecto de aspiración dirigido hacia arriba. Con ello el agua exprimida /separada del barro puede desaguar
hacia arriba a lo largo de las barras. Las placas escariadoras / rascadoras expulsan el barro espesado hacia la tolva de
salida de los barros, de donde son extraídos mediante una bomba de barros. Al espesador pertenece, además de la cáma-
ra espesadora, un puente que cubre la cámara, así como un equipo para remoción / agitación y escariado / raspado que
cuelga, ¿está soportado por el / suspendido en el?, del mismo con un mecanismo de accionamiento central, [1] y apoya-
do en un cojinete.
1 salida del líquido separado
2 puente
3 baranda
4 mecanismo de accionamiento
5 cilindro distribuidor de entrada
6 entrada del barro crudo
7 barra espesadora (se señala sólo una)
8 placas raspadoras de fondo (se señala sólo una)
9 salida del barro espesado
10 placas raspadoras de la tolva del barro espesado
11 canal perimetral para descarga del líquido separado.

Figura 1. Espesador de barros, figura adaptada de [1]

[1] Rheiner Maschinenfabrik Windhoff AG. Ausrüster für Kläranlagen. Information 1155. Hoja Nº 2 82-10. 1155.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora Virgen María y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Buenos Aires, 30 de junio de 2018.

1 zona de digestión anaeróbica

2 sistema anular de distribución para aumentar la
turbulencia en la parte inferior
3 bombas del barro caliente y de circulación
4 inyector mezclador de barro
5 intercambiador de calor del barro
6 campana de gas con rompedor de costra
7 regulación del nivel
8 extracción del barro flotante
9 trampa para espuma
Figura 2.
Digestor anaeróbico de barros, adaptada de [2].

[2] Oswald Schulze GmbH & Co. KG. Verfahrenstechnik zur Schlammfaulung. Gladbeck . s. / f.

Figura 3. Playa de secado de barros.

11 XI 2017 Festividad de San Martín de Tours, patrono de nuestra Buenos Aires. Ing. Juan Manuel Sánchez.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 79.

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

80 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.
.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 81.

ANEXO I
Lagunas de estabilización
Municipal Wastewater Stabilization Ponds - Design Manual.
U. S. Environmental Protection Agency, (EPA-625/1 83..015). Oct. 1983.

Tipo de Aplicación Parámetros típicos de Permanencias Dimensiones Comentarios

laguna carga hídráulicas típicas típicas
Facultativa Aguas residuales municipales crudas. 22 á 67 kg D.B.O. /ha.día 25- 180 días 1,2 á 2,5 m de Es el tipo de laguna de estabilización usado más común-
Efluentes de tratamientos primarios, de profundidad. mente. Puede ser aeróbica en toda su profundidad sí se la
lechos percoladores, de lagunas aeradas o 4á60ha carga levemente.
de lagunas anaeróbicas

Aerada Efluentes industriales. Lagunas 8 á 320 kg 7 á 20 días 2 á 6 m de Su uso puede extenderse desde un suplemento de la fo-
facultativas sobrecargadas. Situaciones D.B.0./1000m3.día profundidad tosíntesis hasta un sistema de barros activados por aeración
donde hay disponibles áreas limitadas de extendida.
terreno.
Aeróbica Generalmente
áreas limitadas
se usan para
de terreno
tratar efluentes 85 á 170 kg D.B.O. 10 á 40 días 30 á 45 cm Aplicación limitada debido a la calidad del efluente.
de otros procesos, producen efluentes con /ha.día Maximiza la pro ducción de algas y, si éstas se cosechan, la
poca D.B.O. soluble y ricas en algas. remoción de nutrientes. Grandes cargas reducen los reque-
rimientos de terreno.

Anaeróbica Efluentes industriales 160 á 800 kg D.B.0./1000 20 á 50 días 2,5 á 5 m de Generalmente la producción de olores es un problema.
m3.día profundidad Normalmente se requiere un tratamiento posterior

Tabla 1-1. Lagunas de estabilización para efluentes líquidos.

Agradecimientos del traductor: a Dios nuestro Señor, a mis Padres. A la E.P.A. por la publicación original.
Bs. As. 2.005. Por la traducción: lng. Juan Manuel Sánchez.

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

 82 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.
.
ANEXO II
Procesos de barros activados. Ing. Moya. Curso de postgrado de Ingeniería Sanitaria, F. I. U. B. A., Bs. As. 1.979.

Proceso Convencional Mezcla completa Aeración en Aeración modifi- Contacto - estabili- Aeración extendida Proceso Krauss Aeración de alta
etapas cada zación velocidad
Modelo de escurri-
Pistón Mezcla completa Pistón Pistón Pistón Mezcla completa Pistón Mezcla completa
miento
Sistema de aeración D. A. ; A. M. D. A. ; A. M. D. A. D. A. D. A. ; A. M. D. A. ; A. M. D. A. A. M.
Eficiencia de remo- 85 - 95 85 - 95 85 - 95 60 - 75 80 - 90 75 - 95 85 - 95 75 - 90
ción de DBO [%]
Edad del barro [días] 5 - 15 5 - 15 5 - 15 0,25 - 0,5 5 - 15 20 - 30 5 - 15 5 - 10
Relación alimento / 0,2 - 0,4 0,2 - 0,6 0,2 - 0,4 1,5 - 5,0 0,2 - 0,6 0,05 - 0,15 0,3 - 0,8 0,4 - 1,5
microorganismos
[kg DBO/kg SSVLM.día]
Carga volumétrica 0,32 - 0,64 0,8 - 1,92 0,64 - 0,96 1,2 - 2,4 0,96 - 1,2 0,16 - 0,40 0,64 - 1,6 1,6 - 16
[kg DBO/m3 x día]
S. S. L. M. [mg/l] 1.500 - 3.000 3.000 - 6.000 2.000 - 3.500 200 - 500 4.000 - 10.000 (1) 3.000 - 6.000 2.000 - 3.000 4.000 - 10.000
1.000 - 3.000 (2)
Permanencia hidráu- 4-8 3-5 3-5 1,5 - 3 3 - 6 (1) 18 - 36 4-8 0,5 - 2
lica [horas] 0,5 - 1 (2)
Relación de recircula- 0,25 - 0,5 0,25 - 1,00 0,25 - 0,75 0,05 - 0,15 0,25 - 1,00 0,75 - 1,5 0,5 - 1,00 1,0 - 5,0
ción (Q r / Q)
Aplicación Residuos do- General, resistente General. Tratamiento inter- Permite la amplia- Pequeñas comunidades Líquido con poco General; aplica
mésticos de a sobrecargas. medio; aceptable ción de plantas exis- con plantas compactas; contenido de nitró- equipos mecánicos
poca concen- donde no es incon- tentes. tienen flexibilidad de geno y con residuos tipo turbina
tración; suscep- veniente la descarga operación; admiten muy concentrados, p.
tible a sobrecar- de tejido celular con equipos superficiales je. de procesamiento
gas. el efluente. de aeración. de frutas.
Esquema Figura 1 Figura 1. Figura 1.

Figura 1. Figura 2. Figura 4

Figura 3. Figura 5

Abreviaturas usadas en la tabla:

D. A. difusión de aire. SSVLM sólidos suspendidos volátiles en el líquido de mez- 1) valores de diseño para la unidad de estabilización.
cla.
A. M. aeración mecánica. S. S. L. M. sólidos suspendidos en el líquido de mezcla. 2) valores de diseño para la unidad de contacto.
Q caudal, en general es el caudal a tra- Qr caudal de retorno
tar.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 83.

Figura 1. Figura 2.

Figura 3. Figura 4.

Abreviaturas usadas en las figuras:

Tque. tanque.
Tque. Aer. tanque de aeración.
Sed. sedimentador.
Q caudal, en general es el caudal a tratar.
Qr caudal de retorno

Figura 5.
 84. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

ANEXO III
Agencia de protección ambiental de los EE.UU. de Norte América. Summary Report. The Causes and Control of Ac-
tivated Sludge Bulking and Foaming. EPA 625/8-87/012. Cincinnati, Julio 1.987
Las causas y el control del apelamasamiento / esponjamiento (“bulking”) y formación de espumas del barro activado
- Informe sumario. Cincinnati, Julio 1.987
Tabla 1. Causas y efectos de los problemas de separación de barros activados.
Problema Causa Efecto
Crecimiento disperso Los microorganismos no forman Efluente turbio, no hay sedimentación zonal del ba-
flóculos, sino que están dispersos, rro.
formando solamente pequeños
agregados o células individuales.
Nata * (jalea) Los microorganismos están pre- Velocidades reducidas de sedimentación y de com-
Esponjamiento viscoso sentes en grandes cantidades de pactación. Virtualmente no hay una separación de
(posiblemente también una nata exocelular. En casos sólidos, en casos severos resulta en un desborde de un
severos la nata les confiere a los manto de barro desde el clarificador secundario. En
sea llamado esponjamien- barros activados una consistencia casos menos severos a menudo se presenta una es-
to no filamentoso (Non- como de jalea. puma viscosa. Pequeño índice de volumen de barros
filamentous bulking) (IVB) y efluente turbio, nuboso.
Flóculo en cabeza de Se forman flóculos pequeños, Pequeño índice de volumen de barros (IVB) y efluen-
alfiler compactos, débiles, groseramente te turbio, nuboso.
Pin floc or Pinpoint floc esféricos, los más grandes de los
cuales sedimentan rápidamente.
Los agregados más pequeños
sedimentan lentamente.
Esponjamiento (Bulking) Organismos filamentosos se ex- Elevado Índice del Volumen de Barros (IVB), sobre-
tienden desde los flóculos hacia el nadante muy claro. Baja concentración de sólidos en
grueso de la solución e interfieren los barros recirculados y excedentes. Los procesos de
con la compactación y sedimenta- manipulación de barros resultan sobrecargados
ción de los barros activados. hidráulicamente.

Ascenso de la manta La desnitrificación en el clarifica- Una espuma de barros activados se forma sobre la
dor secundario libera gas N2 poco superficie del clarificador secundario.
soluble que se adhiere a los flócu-
los de barro activado y los hace
flotar a la superficie del clarifica-
dor secundario.
Formación de espuma Causada por 1) detergentes no Las espumas hacen flotar grandes cantidades de sóli-
degradables o 2) por la pr4esencia dos de barrros activados a la superficie de las unida-
de Nocardia spp. y, a veces, Mi- des de tratamiento. Las espumas de Nocardia y Mi-
crothrix parvicella. crothrix son persistentes y difíciles de romper mecá-
nicamente. Las espumas se acumulan y pueden po-
drirse. Los sólidos pueden desbordar dentro del
efluente secundario [sic] o incluso llegar hasta las
pasarelas.
return activated sludge (RAS) = barro activado recirculado
wasted activated sludge (WAS) = barro activado excedente
lama1. (Del lat. lama). 1. f. Cieno blando, suelto y pegajoso, de color oscuro, que se halla en algunos lugares del fon-
do del mar o de los ríos, y en el de los recipientes o lugares en donde hay o ha habido agua largo tiempo. || 2....
ANEXO IV. Distintos sistemas de barros activados, traducción de:
Agencia de protección ambiental de los EE.UU. de Norte América. Process design manual Wastewater treatment fa-
cilities for sewered small communities. EPA-625/1-77-009.Octubre, 1977
Capítulo 7
Barros activados
Por tratamiento por “barros activados” se entiende un sistema de tratamiento biológico de flujo continuo caracteri-
zado por una suspensión de microorganismos aeróbicos mantenida en un estado relativamente homogéneo por la mez-
cla y la turbulencia inducidas conjuntamente con el proceso de aeración. Estas condiciones contrastan con las existentes
en procesos caracterizados por el crecimiento fijo de microorganismos adheridos a superficies sólidas, tal.es como los
de los lechos percoladores (ver cap. 9)
El proceso de barros activados usa básicamente microorganismos en suspensión para oxidar substancias orgánicas
disueltas o coloidales en presencia de oxígeno molecular. Durante el proceso de oxidación, parte de la materia orgánica
se sintetiza en nuevas células. Entonces, una parte de las células sintetizadas sufre auto oxidación (o respiración endó-
gena) en la cámara de aeración. Se requiere oxígeno para sostener las reacciones de síntesis y de auto oxidación.
Para operar el proceso de manera continua se deben separar los sólidos generados en un sedimentador, la mayor par-
te del barro se recircula a la cámara de aeración y el excedente de barro se retira por la descarga del sedimentador para
un tratamiento adicional y su disposición (2). Las dos unidades básicas en un sistema de barros activados son la cámara
de aeración y el sedimentador. En un sistema convencional, como el mostrado en la figura 7-1, el efluente a tratar y el
barro de retorno (o recirculado) se introducen por un extremo de una cámara rectangular (con relaciones largo a ancho
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 85.

de 5:1 hasta 50:1), se mueve turbulentamente a través de la cámara de aeración, substancialmente con flujo pistón, y se
descarga como una mezcla tratada por el otro extremo.

Figura 7-1. Sistema convencional de barros activados

En el proceso de barros activados varios procesos biológicos, físicos y químicos influyen sobre la eficiencia total del
sistema de tratamiento. Estos “subprocesos” son:
1. disolución de oxígeno en el líquido,
2. mezcla turbulenta,
3. absorción de un substrato orgánico por el flóculo activo,
4. difusión molecular de oxígeno disuelto y substrato soluble (nutrientes) hacia adentro del flóculo activado,
5. metabolismo básico de los microorganismos (síntesis celular),
6. biofloculación, resultante de la producción de substancias poliméricas exocelulares durante la fase de respiración
endógena,
7. respiración endógena de las células microbianas,
8. liberación de CO2 de la masa celular activa,
9. lisis, o descomposición de células microbianas.
Dada la interacción entre los subprocesos mencionados y dado que más de uno de tales subprocesos pueden ser alte-
rados por algunos cambios externos, p. ej. la intensidad de la mezcla, las relaciones causa – efecto exactas frecuentemen-
te resultan obscuras. Un cambio de temperatura puede afectar en algún grado todos los subprocesos.
La naturaleza heterogénea de la comunidad microbiana en la biomasa del barro activado, con diferentes velocidades
metabólicas y condiciones microambientales óptimas para los distintos microorganismos, hace que el proceso entero sea
sumamente complejo. Además, si el proceso se aplica al tratamiento de efluentes cloacales, las cargas orgánica e hidráu-
lica sobre el sistema cambian continuamente y no existe un estado estacionario en plantas a escala real.
En el diseño y uso de una planta convencional de barros activados son esenciales los siguientes factores (1):
1. si el agua residual se mezcla con una porción del barros del sedimentador secundario y se aera por un período
de 6 a 8 horas (en base al caudal promedio de diseño), la proporción de barro recirculado a la cámara de aera-
ción (expresada como porcentaje del caudal de diseño promedio de agua residual) es normalmente de aproxi-
madamente el 25%, con un mínimo de 15% y un máximo de 75%,
2. la proporción de carga orgánica normal para barros activados convencionales (expresada como F/Mv) debería
ser de alrededor de 0,4 a 0,6 lb DBO5/día/lb MLVSS en la cámara de aeración, ó 0,2 á 0,4 lb DBO5/día/lb
MLSS (expresada como F/M),
3. las cargas orgánicas volumétricas usualmente son de 20 a 40 lb DBO5/día/1.000 ft3 de volumen de la cámara
de aeración (320 a 640 kg DBO5/1.000 m3 día).
4. el tiempo de retención del barro (SRT) debería ser suficiente para completar la remoción de los residuos orgá-
nicos y para permitir que las células microbianas mejoren en su capacidad de sedimentar (sedimentabilidad).
Con tiempos de retención del barro entre 5 y 15 días normalmente se alcanza un 85 a 95 b% de remoción de
DBO5, con una operación adecuada.
5. La demanda inicial de oxígeno en el extremo anterior de la cámara de aeración, por donde ingresa el efluente a
tratar, es elevada y disminuye hacia la salida. Esto puede hacerse coincidir con el suministro de aire.
6. Debido a las variaciones extremas en las cargas hidráulicas y orgánicas comunes a los líquidos cloacales pro-
venientes de comunidades pequeñas, puede haber una menor estabilidad de operación que en unidades de aera-
ción extendidas.
7.3 Modificaciones para comunidades pequeñas
7.3.1 General
El flujo de líquido cloacal y el contenido orgánico del promedio de comunidades pequeñas pueden variar mucho du-
rante cada período de 24 horas, haciendo que algunos procesos de barros activados sean menos confiables que otros.
En un sistema de mezcla completa toda la biomasa está sujeta a cualquier incremento de la DBO o de toxicidad por
un pico de carga. En un sistema de flujo pistón la biomasa cerca de la entrada recibe inicialmente todo el impacto de un
aumento de la DBO o la toxicidad.
La biomasa en sistemas de barros activados normalmente tiene un consumo de oxígeno de 50 a 100 mg/l/hora, de-
pendiendo de la concentración de SSVLM. Si la concentración de oxígeno disuelto en la cámara de aeración es de 6
mg/l y se produce un incremento repentino de la carga de DBO aumentando el consumo de oxígeno en 10 mg/l/hora, la
 86. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

concentración de oxígeno disuelto en la cámara de aeración puede bajar a 0 en unos 30 minutos, pero si la concentración
inicial era de 2 mg/l puede bajar a 0 en 12 minutos.
En Freeport, Illinois (3), se hizo un estudio en el que se compararon flujos de mezcla completa y pistón en sistemas
en paralelo a escala real, se concluyó:
“Una diferencia inherente en el medio ambiente biológico en sistemas de mezcla completa y de flujo pistón es la
composición uniforme del substrato en todo el sistema de mezcla completa comparada con la concentración variable
en el sistema de flujo pistón. En la entrada del sistema de flujo pistón el afluente se dispersa solamente en una parte
pequeña del volumen de la cámara en la cual se agrega el barro recirculado. No sólo la relación F/M es elevada en la
entrada del sistema de flujo pistón sino que los organismos del barro recirculado enfrentan otra situación de choque
(shock ¿pico de carga?) en tanto que los mismos provienen de la parte del sistema en la cual la concentración de
substrato no sólo es la menor sino que también es de características diferentes de las que presente el líquido afluente.
En base a los datos obtenidos se puede concluir que el sistema de mezcla completa aporta lo necesario para mejo-
rar el tratamiento durante períodos de cargas de choque extremas que implican una reducción del tiempo de perma-
nencia y un incremento en la carga orgánica.”
Los sistemas (esencialmente) de barros activados con mezcla completa usados comúnmente en la actualidad para tra-
tar líquidos residuales de pequeñas comunidades son: 1) aeración extendida (baja tasa de carga), 2) zanjas de oxidación
(baja tasa de carga), 3) contacto y estabilización (alta tasa de carga) y 4) completamente mezclado (alta tasa de carga).
La información en este capítulo se limita al diseño de las unidades de aeración y sedimentación para pequeñas co-
munidades. Las características distintivas de los sistemas de barros activados pertinentes se resumen en las secciones
7.3.2 hasta 7.3.6
7.3.2 Sistemas de aeración extendida
Este sistema (mostrado en la figura 7-2) opera en la fase de respiración endógena del ciclo de crecimiento bacteriano,
el que tiene lugar cuando la carga de DBO es tan baja que los organismos están famélicos y sufre una auto oxidación
parcial. La carga (F/MV) está en el intervalo de baja tasa, alrededor de 0,05 a 0,15 lb de DBO/lb de SSVLM/día. Debido
a la oxidación de más sólidos volátiles durante el largo tiempo de retención del barro la producción de barro excedente
es relativamente baja.
Los MLSS varían de 3.000 a 5.000 mg/l. El tiempo de permanencia hidráulica en la cámara de aeración es de alrede-
dor de 24 horas. En climas fríos con tiempos de retención tan largos puede descender la temperatura del líquido por
debajo de los 40ºF (5ºC), resultando un retardo en la actividad bacteriana. En estos sistemas se acostumbra omitir el
sedimentador primario, para simplificar y reducir los equipos para manipulación del barro excedente.

Fig. 7-2 Sistema de barros activados mediante aeración extendida.

7.3.3 Zanjas de oxidación
Este sistema (mostrado en la figura 7-3) fue desarrollado originalmente en Holanda para el proceso de aeración ex-
tendida en pequeñas poblaciones. Consiste en un canal continuo, generalmente con forma ovalada de una pista de carre-
ras o un anillo, con uno o más rotores de aeración, rotando en un eje horizontal, que suministran oxígeno por una agita-
ción superficial intensa y, así mismo, imparten movimiento al líquido a lo largo del canal, (4). En los EE. UU. hay más
de 100 instalaciones, muchas en la parte norte del país. Se lo considera como un sistema de baja tasa con flujo comple-
tamente mezclado.
Para que una zanja de oxidación funcione satisfactoriamente los gradientes de velocidad y de DO en todas las partes
de la zanja deberían ser relativamente constantes. Los aeradores horizontales tienden a crear más turbulencia en la super-
ficie que cerca del fondo. En canales rectangulares (más que en los trapezoidales) se deben emplear medios para preve-
nir remolinos y la sedimentación de barros próximos a la pared interior inmediatamente después de una curva de 180 º.
Usando guías de flujo en las curvas o instalando los aeradores horizontales inmediatamente después de la curva se puede
evitar la sedimentación. La velocidad en los canales debería asegurar que el tiempo de viaje entre aeradores no sea de
más de 3 a 4 minutos para mantener una concentración de oxígeno disuelto relativamente uniforme.
Generalmente se omite el sedimentador primario en estas instalaciones, se hace pasar el agua residual solamente por
rejas y desarenadores antes de la aeración. La concentración de MLSS en la zanja usualmente es de 3.000 á 5.000 mg/l y
el tiempo de retención hidráulica de 24 horas para líquidos cloacales. Un sedimentador final sigue a la zanja, el barro se
recicla a un punto adelante del rotor de aeración, en donde también entra el agua residual cruda.
Un sistema algo similar a la zanja de oxidación se introdujo recientemente en EE. UU. proveniente de Sud África.
Conocido como el “sistema orbal”, consiste en una serie de canales interconectados dispuestos en forma concéntrica. La
aeración y el movimiento del líquido a lo largo de los canales del sistema se logran mediante discos verticales perfora-
dos sumergidos en un 40% de su diámetro rotando en un eje horizontal.
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 87.

Otro sistema alternativo de zanja de oxidación proveniente de Holanda es el sistema de calesita (carrusel) mostrado
en la figura 7-4. En este sistema la carga volumétrica de las unidades de aeración es de alrededor de 30 lb DBO5 por
cada 1.000 ft3 (480 kg/1.000m3). Un aerador superficial mecánico de eje vertical se emplea para la aeración e impartir
un flujo en espiral a través de los canales. La profundidad del canal debería ser mayor que el diámetro del aerador hasta
alrededor de 9 a 10 ft. Se producen aproximadamente 0,6 lb/día (0,27 kg/día) de sólidos secos por lb de DBO removida.

Fig. 7-3 Sistema de barros activados mediante zanjas de oxidación.

Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, la Virgencita y a mis Padres.
Tradujo: Ing. Juan Manuel Sánchez, 19 XI 2.013.
ANEXO V
Comparación cualitativa entre barros activados y lagunas de estabilización.
Característica Barros activados Lagunas de estabilización
Principio fundamental del tratamiento procesos naturales muy controla- procesos totalmente naturales sin
dos y gobernados por el hombre intervención humana
Permanencia hidráulica del líquido en la horas días a semanas
planta
Posibilidad de modificar los resultados, p. ej. por diseño y operación de la planta sólo por diseño
ajustar la calidad del efluente tratado
La calidad del efluente tratado resultará más o menos constante, se puede variable, dependiente del estados
ajustar durante la operación del tiempo, la carga al sistema, etc.
Controlabilidad de la calidad del efluente por diseño y operación fundamentalmente por diseño
Tipo de obra civil preponderante estructuras de hormigón armado obras de tierra
Volumen de reactores necesarios relativamente pequeño relativamente muy grande
Superficie de terreno necesaria relativamente muy chica relativamente muy grande
Equipamiento electromecánico mucho y complejo, dependiendo casi nulo y muy sencillo, bombeo
del grado de recuperación de inicial y, eventualmente, rejas
energía, etc.
Consumo de energía eléctrica y / o mecánica grande despreciable a nulo, (1)
Posibilidad de recuperación de energía de los existe (2) en principio es imposible,(3)
efluentes
Mantenimiento necesario mucho y más o menos complejo muy poco, salvo cuando se colma
con barros, luego de varios años, (4)
Necesidad de controles de operación de la grande y con personal interno muy poca, esporádica y puede hacerse
planta y calidad del efluente especializado con personal externo
Es decir, necesidades de mantenimiento y grandes muy pequeñas (3)
control operativo
Remoción de microorganismos patógenos escasa muy grande
Desinfección del efluente tratado imprescindible evitable
Consumo de desinfectante imprescindible prescindible
Zonas más propicias para su aplicación urbanas, con costo elevado del rurales, con terrenos baratos y
terreno, disponibilidad de energía suministro incierto de energía
y desinfectantes, etc. eléctrica e insumos
(1) dependiendo de la necesidad de bombeo inicial del efluente a tratar, y ésta es función de la topografía.
(2) por el biogás generado en la digestión anaerobia de los barros excedentes.
(3) actualmente se están cubriendo lagunas anaeróbicas con materiales plásticos para recoger el metano y quemarlo,
para disminuir sus emisiones, porque sería un importante contribuyente al efecto invernáculo planetario pero, en princi-
pio, no pensando en la recuperación de energía
(4) durante la operación normal, con el transcurso de los años se pueden colmar de barros, sobre todo la primera la-
guna de la serie, obligando a su dragado o bien a sacarla de servicio, dejarla secar unos meses y cavarla nuevamente,
pudiendo sobrecargarse las restantes o bien construyendo una en paralelo para el período de limpieza.
 88. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.
ANEXO VI
Digestión anaeróbica de fluentes líquidos, traducciones.
Verband der Chemischen Industrie, e. V. Abwasserreinigung durch anaerobe biologische Behandlung.
Frankfurt, 1.986.
2.1. Mecanismos del proceso anaerobio.
En los últimos años fue demostrado que en la transformación anaerobia de materia orgánica a metano y anhídrido
carbónico participan por lo menos tres grupos diferentes de bacterias (1-4, 109).
En primer lugar son hidrolizadas enzimáticamente substancias de peso molecular elevado, como celulosa, almidón,
albúmina y grasas, mediante bacterias heterótrofas no metanógenas; y son transformadas en sus componentes esenciales
(Bausteine), como azúcares, glicerina, aminoácidos y ácidos grasos; los cuales, con excepción de los ácidos grasos, son
fermentados por las mismas bacterias, generando hidrógeno, anhídrido carbónico, ácidos grasos inferiores y etanol (ver
fig. 1).Antes de una ulterior transformación en metano, las bacterias acetógenas transforman los alcoholes y ácidos gra-
sos con más de dos átomos de carbono en ácido acético, bióxido de carbono e hidrógeno. Solamente entonces se for-
marán metano y anhídrido carbónico por las bacterias metanógenas, a partir de ácido acético o bien anhídrido carbónico
e hidrógeno, (5,6). Dado que las bacterias acetógenas sólo pueden crecer con una presión parcial de hidrógeno muy baja
(10-4 bar), deben vivir en una simbiosis estrecha con bacterias metanógenas que consumen hidrógeno. Ya que la veloci-
dad de crecimiento de las bacterias acetógenas es muy pequeña y el paso de reacción de las bacterias metanógenas
(transformación de anhídrido carbónico e hidrógeno en metano) es muy rápido, se puede alcanzar esta presión parcial de
hidrógeno extremadamente baja. La velocidad de la formación de metano está determinada en general por las bacterias
metanógenas, las que pueden transformar el ácido acético en metano y bióxido de carbono. Sin embargo es a partir de
esta reacción lenta, en comparación con la formación de metano a partir del anhídrido carbónico, que resulta cerca del
70 % del metano producido (7, 8, 9).Un aumento repentino de la concentración del substrato, esto es una sobrecarga del
reactor o la entrada de substancias tóxicas pueden conducir a una retención de ácido acético y, con ello, una caída del
pH. La caída del pH refuerza la expulsión del CO2 disuelto y conduce a una disminución de la formación de metano.
Con ciertos substratos también el primer paso de la degradación, la hidrólisis enzimática, puede ser muy lento. En-
tonces el grado de degradación alcanzable se puede determinar por este primer paso. Los hidrocarburos saturados, algu-
nos polímeros con uniones de éter y la lignina pertenecen a las substancias que sólo se transforman lentamente, (10).
En el recinto del reactor se debe mantener un pH de aproximadamente 7 y temperaturas determinadas. La mayoría de
las bacterias metanógenas tienen su eficiencia óptima a 35 y hasta 40 ºC (bacterias mesófilas). Oscilaciones grandes de
temperatura perturban el curso de la reacción. Las bacterias metanógenas termófilas son las más sensibles a las oscila-
ciones de la temperatura, con un óptimo entre 65 y 70 ºC.
Si el agua residual contiene grandes cantidades de sulfatos, entonces éstos se reducirán á H2S y polisulfuros, median-
te bacterias desulfurantes. Las bacterias metanógenas necesitan cantidades pequeñas de sulfuros. Sin embargo concen-
traciones elevadas de H2S en el recinto del reactor (>100 mg/l) inhiben la degradación anaerobia., (11, 12). Esta inhibi-
ción eventualmente puede eliminarse mediante una desgasificación intensa o mediante el agregado de sales de hierro. En
comparación con la degradación aerobia, la degradación anaerobia requiere menores cantidades de nitrógeno y de fósfo-
ro. Se puede decir en general que se necesita un 0,5 á1 % en peso de nitrógeno referido a la D.Q.O. a degradar. La nece-
sidad de Fósforo es de aproximadamente un 15 % de la de nitrógeno (14). En el caso de mayores cantidades de ni-
trógeno en el substrato se puede formar amonio durante el proceso anaerobio. Para concentraciones > 2.500 mg NH4/l se
debe contar con la inhibición de la degradación anaerobia (17).
El substrato no debería contar con ninguna substancia con efecto inhibidor. Por ejemplo actúan como inhibidores (15 - 19)
Iones de cobre a partir de 100 mg/l
Iones de níquel a partir de 120 hasta 210 mg/l
Cloroformo a partir de 4 hasta 20 mg/l
Formaldehído a partir de 400 mg/l
Hidrazina a partir de 9 hasta 50 mg/l
Fenol a partir de 2.000 mg/l
Algunos antibióticos y promotores del crecimiento pueden frenar la degradación anaerobia (20, 21).
Concentraciones elevadas de sales asimismo pueden causar una inhibición de la degradación anaerobia. Al respecto
se pueden sacar de la bibliografía los siguientes límites de las concentraciones(22):
K+ 2.500 hasta 4.500 mg/l
Na+ 3.500 hasta 5.500 mg/l
Ca2+ 2.500 hasta 4.500 mg/l
Mg2+ 1.000 hasta 1.500 mg/l
Trabajos nuevos muestran que, p. ej. en efluentes líquidos de refinerías de azúcar, la inhibición por NaCl ya es eficaz
con concentraciones a partir de 80 g NaCl/litro, aún cuando se eviten oscilaciones severas de la concentración (112).
No obstante las bacterias metanógenas también necesitan elementos de vestigio (¿oligoelementos?) como, por ejem-
plo, Níquel, Cobalto y Wolframio (23, 24). El níquel es importantísimo, que es necesario para las bacterias metanógenas en
una concentración de 3 - 4 micromol Níquel/l para la particularmente importante coenzima F 430, (25, 26).
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 89.

Substrato orgánico insoluble:

hidratos de carbono, grasas, albúmina

Bacterias hidrolizantes muy lento

Substrato orgánico disuelto:

azúcar, glicerina, aminoácidos, ácidos grasos

Bacterias acidificantes rápido

Substancias metanógenas: Substancias no metanógenas:

formiato, acetato H2 / CO2 ,, Metanol propionato, butirato y otros; alcoholes y aldehídos

Bacterias acetógenas

lento (acetato)
Bacterias Substancias metanógenas:
muy rápido
metanógenas H2 / CO2, acetato
(H2 / CO2)
lento (acetato)
Bacterias
muy rápido
metanógenas
(H2 / CO2)
Productos finales:
CH4 , CO2 , H2S , NH3

Fig. 1 Los cuatro escalones de la degradación anaeróbica de un substrato orgánico a biogás.

UHDE GmbH. Anaerobic Waste Water Treatment. Uhde/Schwarting Process. Dortmund, 1.988.
Principios del proceso biológico.
La degradación completa de un substrato orgánico para formar metano y anhídrido carbónico tiene lugar en cuatro fases dis-
tintas, en cada una de las cuales están activos grupos diferentes de bacterias:
La fase de hidrólisis en la cual los compuestos orgánicos insolubles son convertidos en productos orgánicos hidroso-
lubles, en gran parte por la acción de enzimas extracelulares.
La fase de acidificación en la cual las grandes moléculas son degradadas por bacterias acidógenas (o sea formadoras
de ácido). Éstas conducen principalmente a la formación de hidrógeno, anhídrido carbónico, ácidos alifáticos y alco-
holes, así como a pequeñas cantidades de metilamina, amoníaco y sulfuro de hidrógeno.
La fase acetógena en la cual los ácidos orgánicos y los alcoholes, con la excepción de compuestos C 1 , son degrada-
dos por bacterias acetógenas (o sea formadoras de ácido acético) para producir ácido acético, hidrógeno y anhídrido
carbónico.
La fase metanógena en la cual el ácido acético y los compuestos C1 son convertidos en biogás (metano y anhídrido
carbónico) por bacterias metanógenas estrictamente anaerobias. La fig. 2 suministra un diagrama del proceso de degra-
dación anaerobia.
Las bacterias intervinientes en las fases de hidrólisis y de acidificación son del tipo facultativo y son capaces de so-
portar fluctuaciones ambientales sin pérdida de actividad. Permanecen activas dentro de un amplio intervalo de pH entre
3 y 7. Además tienen una tasa de crecimiento elevada, con un tiempo de generación de al menos 30 minutos.
Las bacterias acetógenas y metanógenas son anaerobias estrictas y son sensibles al oxígeno, las fluctuaciones de tempera-
tura y a valores reducidos del pH además de tener un crecimiento lento. El tiempo de generación de las bacterias acetógenas
varía entre 1,5 y 4 días, el de las metanógenas está por encima de los 30 días.
En el caso de substratos que contienen substancias sólidas y grandes moléculas resistentes a la degradación, la hidró-
lisis es el factor determinante tanto para la velocidad como para el grado de la degradación.
Por otro lado, para substratos disueltos fácilmente degradables, es la etapa acetógena / metanógena la que gobierna la
velocidad de degradación.
Esta diferencia debe ser tenida en cuenta en el diseño de las etapas de fermentación. Substratos fácilmente degrada-
bles tienen fermentadores pequeños para la primera etapa, mientras que substratos que son resistentes a la hidrólisis
requieren fermentadores relativamente grandes para la primera etapa.
Los cultivos de bacterias que tiene lugar en el tratamiento de aguas residuales invariablemente son comunidades de una va-
riedad de microorganismos. También es éste el caso en el tratamiento anaerobio de aguas residuales.
 90. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

La comunidad original de bacterias introducida mediante el barro de siembra 1 durante la puesta en marcha de la
planta se ajusta al tipo particular de agua residual mediante una serie de mecanismos de selección y de adaptación.
La duración del período de adaptación determina el tiempo necesario para la puesta en marcha de la planta y se puede
reducir significativamente mediante la selección del barro de siembra apropiado.
Además de la selección de los microorganis-
mos en base al tipo de substrato, otro criterio de
selección toma en cuenta las condiciones ambien-
tales diferentes en el proceso de degradación. Así
la comunidad bacteriana en el primer fermentador
consistirá en gran parte en bacterias de las dos
primeras fases, la que existe preferentemente en
fluidos ácidos 2. Por otro lado, las bacterias
acetógenas y metanógenas están mayormente
inactivas bajo condiciones ácidas 3 y trabajan
más efectivamente en ambientes provistos por el
segundo fermentador, donde resulta un ambiente
neutro por la degradación de los ácidos orgánicos
derivados del primer fermentador.
El proceso de fermentación anaerobia libera
una gran proporción de nitrógeno ligado a mate-
ria orgánica 4 como resultado de la degradación
de substancias orgánicas. Este nitrógeno aparece
nuevamente en el efluente de la planta de trata-
miento anaerobio de aguas residuales en forma de
amoníaco. Solamente una proporción pequeña del
nitrógeno es retenido para formar nueva masa Figura 2 Diagrama del proceso de degradación anaerobia.
celular para las bacteria anaerobias. También
pequeña pueden encontrarse trazas de amoníaco en el biogás.El azufre ligado a la materia orgánica 5 también es liberado
en gran parte como resultado de la fermentación anaerobia. Éste es convertido en sulfuro de hidrógeno y liberado con el
biogás.
En el proceso de degradación anaerobia de impurezas orgánicas se crea considerablemente menos biomasa (esto es
barro excedente) que en el proceso aerobio. Las necesidades de nitrógeno, fósforo y otros minerales para crear nuevo
material celular es correspondientemente menor.
Las bacterias anaerobias son capaces de detener el proceso metabólico cuando el suministro de alimento ha cesado,
sin sufrir daño. Esto significa que un barro anaerobio adaptado puede ser almacenado durante períodos relativamente
largos y se reactivará el proceso biológico cuando se devuelva el substrato. Esta propiedad puede mejorarse más por
enfriamiento.
Aivasidis,A.; Wandrey, C. Ein "Glasschwamm" als Bakterienspeicher. Abwasserreinigung ohne Sauerstoff.
Kernforschungsanlage Jülich GmbH. Institut für Biotechnologie. Schott Glaswerke. Mainz, ca. 1.984.
El biogás se origina en la naturaleza en cualquier parte donde la materia orgánica sea degradada por mi-
croorganismos en ausencia de oxígeno, y se compone esencialmente de metano y de anhídrido carbónico. Por eso llegan
anualmente a la atmósfera aproximadamente entre 500 y 800 millones de toneladas de metano generado por microorga-
nismos, y así se produce un aporte esencial para el ciclo del carbono en la naturaleza. Los microorganismos responsables
son organismos unicelulares 6extremadamente sensibles al oxígeno y pertenecen a formas primitivas 7 de vida sobre
nuestro planeta, a las así llamadas "arqueobacterias".
En la (gran) técnica 8 se emplea este proceso natural ya desde hace varios decenios en los digestores anaerobios para
el tratamiento de los barros excedentes de las plantas de tratamientos de efluentes líquidos, con el fin de lograr que sea
más sencilla su disposición final. En los últimos años la digestión anaerobia ganó una importancia creciente en el campo
de la depuración de efluentes líquidos como un complemento lleno de sentido a los procesos de barros activados usuales.
La finalidad aquí es eliminar en forma que cuide el consumo de energía y no agreda al medio ambiente la parte pre-
ponderante de la carga contaminante de efluentes industriales muy concentrados, a ello contribuye el biogás afluente

1"seed sludge", barro de siembra o inóculo, el introducido al poner en marcha el sistema, precisamente para aportar
una comunidad bacteriana inicial.
2"acidic" ¿?
3"acidic"
4organically bound nitrogen
5organically bound sulphur
6Einzeller
7Urformen
8Großtechnisch
 Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio. 91.

para un balance positivo del proceso. Los procesos aerobios resuelven el problema de la eliminación de efluentes, ya que
hasta un 50 % de los contaminantes orgánicos son transformados en barros. De este modo el problema es trocado par-
cialmente en la eliminación del barro excedente. En cambio anaerobiamente se alcanza una eliminación auténtica, por
medio de ella hasta un 95 % de la fuente de carbono (contaminación orgánica) es transformada en biogás y sólo un 3 ó 4
% es transformada en biomasa (figura 3).
Esta pequeña incorporación de carbono así como el tiempo largo de generación de las células anaerobias están unidas
con la limitación energética del crecimiento bajo condiciones libres de oxígeno (anaerobias, nota del tr.).
En cambio, pese a ciertos prejuicios, la actividad metabólica de los organismos anaerobios es comparable enteramen-
te a la de los microorganismos aerobios. También es comprensible, si se tiene en cuenta que la evolución bajo condicio-
nes limitantes de energía favorece la selección de tales mutantes, los realizan una transformación particularmente grande
del substrato a partir de poca energía potencial disponible. El substrato preferido por las bacterias metanógenas está
constituido por el ácido acético, el hidrógeno y el bióxido de carbono, así como, en medida secundaria, el metanol, for-
miato y metilamina. Esta especialización alimenticia de las bacterias metanógenas tiene como consecuencia una cadena
trófica 9 complicada, en tanto existan compuestos orgánicos complejos. El esquema fundamental está representado en la
figura 4.

Figura 3. Balance de carbono de las degradaciones microbianas aerobia y anaerobia.

En primer lugar substancias tales como la albúmina,
las grasas y los hidratos de carbono son hidrolizadas
mediante la ayuda de bacterias fermentativas. Ulterior-
mente los aminoácidos, ácidos grasos y alcoholes grasos,
productos de la hidrólisis, son transformados en ácido
acético, hidrógeno y bióxido de carbono mediante las
bacterias acetógenas, 10 que luego serán metabolizados, si
se llega a buen término, en metano y bióxido de carbono
por las bacterias metanógenas.
Si bien se debe garantizar una relación equilibrada de
coexistencia entre los tres grupos de microorganismos,
con lo cual funciona un sistema ecológico correcto, sin
embargo corresponde a los "participantes" acetógenos y
metanógenos un aspecto simbiótico totalmente especial.
El hidrógeno resultante del metabolismo celular oca-
siona una inhibición metabólica de la degradación mi-
crobiana de los ácidos grasos cuando su presión parcial
en el sistema sobrepasa un límite crítico de 10 -4 bar. Si
no se cuida que las bacterias metanógenas realicen un
consumo rápido se llega a una acumulación de ácido
butírico y especialmente de ácido propiónico, "acidifica- Fig. 4. Esquema de la degradación de compuestos
ción del reactor de efluentes líquidos". En realidad los orgánicos por microorganismos anaerobios.
procesos son muy complicados y solamente mediante una
cooperación balanceada de los microorganismos participantes se evita una limitación de substratos o bien una acumula-
ción de productos intermedios.
Definición del problema...
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Borrador reunido finalmente el 12 –VI – 2.015

9Abbaukette
10antes de que éstos, para llegar a buen término, sean metabolizados en metano y bióxido de carbono por las bacte-
rias metanógenas
 92. Tratamiento de efluentes líquidos – provisorio.

ANEXO 1 Esquema de cálculo elemental de un sistema sencillo de lagunas de estabilización.

A B C D
1. Población servida (habitantes) Ps DATO 2.000,00
2. Dotación de agua potable (l/día) Dot DATO 313,00
3. Relación Qagua pot./Q liq.cloac. Rel. Q/Q ESTIMADO 0,80
4. Caudal líquidos cloacales, en litros/día Q'efl= Ps . Dot . Rel. Q/Q DATO 500.800,00
5. Caudal líquidos cloacales, en m3/día Qefl =Q'efl/1.000 D4/1000 500,80
6. D. B. O. líq. cloacal (g/m3) DATO 350,00
7. Carga orgánica población (g/día) C. Org.' Pobl.= Qefl . D. B. O. D7*D5 175.280,00
8. Carga orgánica población (kg/día) C. Org. Pobl.= C. Org.' Pobl. / 1.000 D8/1000 175,28
9. Laguna anaeróbica
10. Caudal lag. an. ( m3/día) Q lag. an.=Qefl D5 500,80
11. D. B. O. entrada lag. anaeróbica (g/m3) D. B.O. entr.lag. an. = D. B. O. líq. cloacal DATO 350,00
12. Carga orgánica entrada lag. facultativa (kg/día) C. Org. entr. lag.an. = C. Org. Pobl. D9 175,28
13. Carga volumétrica [kg D. B. O. /(m3 *día)] C. Vol. DATO 0,03
14. Volumen útil (m3) Vol. = C. Org. entr. lag. an./ C. Vol. D14/D15 7.011,20
15. Permanencia hidráulica (días) Perm. = Vol. / Qefl. D16/D12 14,00
16. Profundidad (m) H DATO 5,00
17. Superficie necesaria (m2) Sup. = Vol. / H D16/D18 1.402,24
18. Eficiencia remoción D. B. O. Ef. D. B. O. ESTIMADO 0,50
19. D. B.O. salida lag. anaerób. (g/m3) D. B.O. sal. lag. an. = D. B. O. entr. lag. an. (1-Ef. D. B. O.) D13*(1-D20) 175,00
20. Carga orgánica salida lag. anaerób. (kg/día) C. Org. sal. lag. an. = C.Org. entr. lag. an. (1-Ef. D. B. O.) D14*(1-D20) 87,64
21. Laguna facultativa
22. Caudal lag. facultativa ( m3/día) Q lag. fac. = Q lag. an. D12 500,80
23. D. B. O. entrada lag. facultativa (g/m3) D. B.O. entr.lag. fac. = D. B. O. sal. lag. an. (g/m3) D21 175,00
24. Carga orgánica entrada lag. facultativa (kg/día) C.Org. entr. lag. fac.= C. Org. sal. an. D22 87,64
25. Carga superficial [kg D. B. O. /(Ha*día)] C. Sup. DATO 75,00
26. Superficie necesaria (m2) Sup. =10.000* C. Org.entr. lag. fac. / C. Sup. 10000*D27/D28 11.685,33
27. Profundidad (m) H DATO 1,20
28. Volumen útil (m3) Vol. = H * Sup. D29/D30 9.737,78
29. Permanencia hidráulica (días) Perm. = Vol. / Q lag. fac. D31/D25 19,44
30. Eficiencia remoción D. B. O. Ef. D. B. O. ESTIMADO 0,75
31. D. B.O. salida lag. fac. (g/m3) D. B.O. sal. lag. fac. = D. B. O. entr. lag. fac. (1-Ef. D. B. O.) D26*(1-D33) 43,75
32. Carga orgánica salida lag. facult. (kg/día) C. Org. sal. lag. fac. = C.Org. entr. lag. fac. (1-Ef. D. B. O.) D27*(1-D33) 21,91
33. Laguna de afinamiento
34. Caudal lag. afinamiento. ( m3/día) Q lag. afin. = Q lag. fac. D25 500,80
35. Permanencia hidráulica (días) Perm. lag.afin. (días) DATO 7,00
36. Volumen útil (m3) Vol. = Q lag.afin. * Perm.lag. afin D38*D39 3.505,60
37. Profundidad (m) H DATO 1,20
38. Superficie necesaria (m2) Sup. = Vol. / H D40/D41 2.921,33
39. Superficie total
40. Suma superficies necesarias (m2) Sup. necesaria total D19+D29+D42 16.008,91
41. Suma superficies + caminos etc. (m2) Sup.total = Sup. necesaria total + caminos, etc.
42. Volumen total
43. Suma volúmenes necesarios (m3) Vol. necesario total D16+D31+D40 20.254,58
44. Permanencia total en el sistema (días) D17+D32+D39 40,44
45.
46. 1.921 16-XI-2.002 ¡felicesPapá!
Bs. As. 10 V 2.016.
Agradecimientos: a Dios nuestro Señor, a la Virgencita ya mis Padres.
Ing. Juan Manuel Sánchez
---o---

TRAT efl. líqs. 12 VI 2015 con borradores de traducciones, corr. 2 X 2016 b

 93.
Desinfección de aguas y efluentes.
Muy resumidamente consideramos como métodos posibles para desinfectar un líquido:
agregado de substancias químicas, particularmente cloro o un clorógeno y ozono,
efecto oligodinámico de los metales nobles, en particular el cobre, la plata y el oro.
acciones físicas: calor, radiaciones no ionizantes e ionizantes.
El cloro gaseoso es muy difícil de manejar y riesgoso, su uso se justifica sólo en instalaciones muy grandes, co-
mo el establecimiento potabilizador Gral. San Martín, mediante el cual AYSA nos suministra el agua potable desde
Palermo. En instalaciones medianas y pequeñas se prefiere el uso de un clorógeno, p. ej. una solución de hipoclorito
de sodio (agua lavandina entre nosotros, en otros países de nuestra América latina recibe otros nombres, p. ej. Clo-
rox en ciertas zonas de Colombia, lejía de cloro en otras) u otros compuestos del cloro de acción desinfectante. Una
ventaja importante del cloro es su acción residual, es decir continúa su acción desinfectante en la red de distribución,
incluso en la cisterna y en el tanque domiciliario, hasta la canilla domiciliaria.
El ozono es un gas, buen desinfectante, hasta donde recuerdo tiene el problema de carecer de efecto residual por
lo que se suele completar el tratamiento con la cloración.
Hay grandes discrepancias sobre las ventajas y desventajas comparativas del uso del ozono y del cloro para des-
infectar agua potable. Se alega que el cloro produce residuos cancerígenos en el agua potable al reaccionar con
moléculas orgánicas existentes en la misma.
Aunque no es común, también se han propuesto otras substancias para desinfectar agua, como el permanganto de
potasio, compuestos del bromo, etc.
El efecto oligodinámico de los metales nobles se refiere a las propiedades microbicidas en soluciones extrema-
damente diluidas, así una parte de plata en cien mil partes de agua o una parte de cobre en setentisiete millones de
agua destruyen algas. De manera similar el agua destilada en alambiques de cobre o mal estañados resulta tóxica
para las bacterias, como vimos al tratar del ensayo de la demanda bioquímica de oxígeno. Notemos que Obras Sani-
tarias de la Nación en nuestro País ensayó el uso de filtración por lechos plateados con buenos resultados pero tam-
bién se demostró que un exceso de plata anula el efecto bactericida. Además el amoníaco disminuye sus efectos y
los sulfuros la anulan totalmente al formar sulfuro de plata. Las bajas temperaturas paralizan completamente la ac-
ción oligodinámica , [apunte del Dr. Trelles para el curso de Ing. Sanitaria, F.I.U.B.A., 1979].
La ebullición del agua se usó desde hace mucho para desinfectar el agua, se puede usar en escala doméstica o en
casos de emergencia, pero entendemos que no es útil para servicios públicos masivos.
Las radiaciones ionizantes, en particular rayos gamma se han propuesto para desinfectar barros resultantes del tra-
tamiento de efluentes, particularmente los biológicos, no sabemos si se los ha llevado a la práctica.
En cuanto a radiaciones no ionizantes debemos considerar los rayos ultravioleta, de propiedades microbicidas tal
vez principalmente por su acción sobre moléculas orgánicas.
Notemos que salvo los métodos que emplean la ebullición y los rayos gamma, los restantes requieren aguas
límpidas, p.ej. una partícula puede impedir el contacto con los productos químicos, p. ej. la materia orgánica de un
flóculo biológico puede reaccionar con el cloro, oxidándose, e impidiéndole alcanzar bacterias que se encuentren en
el interior del mismo, o bien dejándolas a la sombra de los rayos ultravioleta, lo mismo una partícula inorgánica
puede albergar en sus hendiduras o repliegues microorganismos que, de esa forma, sorteen a los biocidas.

Planta de cloración (a revisar por errores de dibujo) Equipo para desinfección por UV :
para caudales pequeños

para caudales mayores

24 XI 2015 Agradeciendo a Dios, nuestro Señor, la Virgencita y mis Papás: Ing. Juan Manuel Sánchez.
 Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.

Apunte Nº 5.

Suelos.
Residuos sólidos.
Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 24 de Junio del 2.015.
Fiesta de San Juan Bautista.

Suelos y residuos sólidos Carátula

 Suelos, (versión preliminar). 1.

SUELOS.
S / el Diccionario de la Real Academia:
abrasión. (Formación culta sobre el lat. abradarere, raer.) f. Acción y efecto de raer o desgastar por fricción. 2.
Geol. Proceso de profundo desgaste o de destrucción, producido en la superficie terrestre al arrancarle porciones de
materia los agentes externos. 3. Med....
erosión. (Del lat. erosio, -önis, roedura) f. Desgaste o destrucción producidos en la superficie de un cuerpo por la
fricción continua o violenta de otra. Ú. t. en sent. fig. 2. Desgaste de la superficie terrestre por agentes externos
como el agua o el viento. 3. ...
meteorismo. (De meteoro) m. Pat. Abultamiento del vientre por gases acumulados en el tubo digestivo.
meteorito. (De meteoro) m. Fragmento de un bólido que cae sobre la Tierra, aerolito.
meteorización. f. Agr. Acción y efecto de meteorizarse la tierra.
meteorizar. tr. Causar meteorismo. 2. prnl. Agr. Recibir la tierra la influencia de los meteoros. 2. Med. Pade-
cer meteorismo.
meteoro o metéoro. (Del gr. , elevado en el aire.) m Fenómeno atmosférico: aéreo, como los vientos;
acuosos, como la lluvia, la nieve; luminoso, como el arco iris, el parhelio, la paraselene; eléctrico como el rayo y el
fuego de Santelmo.
meteorología. (Del gr. .) f. Ciencia que trata de la atmósfera y de los meteoros.
piso. m. Acción y efecto de pisar. 2. desus. Nivel o altura uniforme del suelo de las habitaciones de una casa.
Todas las piezas están en un PISO. 3. Pavimento natural o artificial de las habitaciones, calles, caminos, etcétera.
4. Conjunto de las habitaciones que constituyen vivienda independiente en una casa de varios altos. 5
suelo(Del lat. solum.) m. Superficie de la tierra. 2. Terreno en el que viven o pueden vivir las plantas. 3. fig.
Superficie inferior de algunas cosas; como la del pan, de las vasijas, etc. 4. Asiento o poso que deja en el hondo
una materia líquida. 5. Sitio o solar de un edificio 6. Superficie artificial que se hace para que el piso esté sólido
y llano. 7. Piso de un cuarto o vivienda. 8. Piso, hablando de los diferentes órdenes de cuartos o viviendas en que
se divide la altura de una casa. 9. Superficie terrestre de una nación o división de ella. 10. Casco de las caballer-
ías. 11. ant. Ano u orificio. 12. fig. Tierra o mundo. 13. ...
Fenómenos de meteorización: conjunto de fenómenos originados por los agentes atmosféricos que actuando
sobre las rocas las destruyen. En principio no hay transporte de materiales resultantes, si la hubiera se trataría de
erosión, aunque no hay un límite neto entre erosión y meteorización. Meteorización: destrucción de las rocas por la
acción de los agentes físicos, no dinámicos, y químicos de la atmósfera.
Meteorización física, (desintegración): la rotura de la roca resulta de
1- la congelación del agua en cavidades y fisuras, que aumenta su volumen en un 10 % al cambiar de estado,
ejerciendo grandes presiones;
2- los cambios rápidos de temperatura entre el día y la noche, que llegan a 60 á 80 ºC en los desiertos, hacen que:
2.a- la diferencia de temperatura entre las capas externas e internas de la roca originen diferencias en su dilata-
ción que implican esfuerzos y la rotura, exfoliándose, de
2.b- cuando las rocas tienen diferentes componentes minerales, cada uno con un color diferente y, consecuentemente,
distinto comportamiento ante la absorción de la radiación solar, aparecen diferentes temperaturas entre ellos, que entonces
se dilatan en distinta magnitud y sufren esfuerzos que llevan a su separación, con rotura de la roca;
2.c- además, si los diferentes componentes tienen distintos coeficientes de dilatación, aunque alcancen tempera-
turas similares sufren dilataciones distintas y aparecen, nuevamente, esfuerzos entre ellos que los lleva a su separa-
ción;
3- la cristalización de sales en grietas y juntas suele originar tensiones, por cambio de volumen.
En la figura 1 tratamos de mostrar algunos ejemplos.

Fig. 1. Meteorización física.

Meteorización química, (descomposición):

1- el agua por sí disuelve sales como el cloruro de sodio, el sulfato de calcio (componente principal del yeso), sa-
les mixtas de potasio y magnesio, etc.
2- normalmente el agua de lluvia tiene disueltas cantidades no despreciables de anhídrido carbónico que aumen-
tan su capacidad disolvente, por ejemplo entonces disuelve totalmente a la piedra caliza (carbonato de calcio) y par-
cialmente la dolomita (carbonato de calcio y magnesio). Como resultado las soluciones se alcalinizan y son capaces
de disolver el anhídrido silicio, destruyendo silicatos;
3- el oxígeno del aire oxida al hierro bivalente, separándolo de los silicatos que lo contienen, los cuales se
SUELOS 8 XII 22.014 ... corr.30 VI 2015 San Juan
Suelos, (versión preliminar). 2.

destruyen, de forma similar actúa sobre los carbonatos de hierro. Además oxida a los sulfuros metálicos, liberando
ácido sulfúrico sumamente agresivo.
Acción biológica:
1- las raíces de las plantas superiores son capaces de ejercer esfuerzos importantes, como podemos ver en las
aceras de nuestra ciudad;
2- los excrementos de animales pueden dar lugar a ácido nítrico, de efectos destructivos sobre ciertas rocas,
3- la destrucción de restos orgánicos, fundamentalmente vegetales, suele dar lugar a ácidos húmicos y otros áci-
dos orgánicos, incluso el anhidrido carbónico da lugar al ácido carbónico, que pueden disolver hidróxidos de hierro
o de aluminio y atacar, aunque débilmente, a los silicatos;
4- las plantas toman nutrientes en las profundidades, por sus raíces, y los depositan sobre la superficie, al caer
sus hojas, ramas, frutos, etc.
5- la acción de las lombrices y otros animales del suelo es importante por su capacidad de transporte entre dife-
rentes horizontes, además cavan túneles y galerías por los que circulan fluidos.
Resulta así que las rocas se van destruyendo y el producto de tal acción quedará en el lugar o será arrastrado a
otro, dependiendo fundamentalmente de la topografía (en particular de la pendiente), del clima (árido, como en los
desiertos, nival, como en las regiones polares o de alta montaña, húmedo, con o sin estación seca, etc.) y de la exis-
tencia de una cubierta vegetal. Por ejemplo cuando la pendiente del terreno es grande y la cubierta vegetal escasa o
nula, caen los trozos al romperse las rocas superficiales y nuevas superficies rocosas se exponen a los agentes atmos-
féricos, sería el ambiente propicio para la acción de los
cambios de temperatura en el caso de pendientes muy
pequeñas, los trozos de roca ya no cambian de sitio y los
efectos de los cambios de temperatura; ya no son muy in-
tensos, salvo que haya problemas de congelamiento, es el
ambiente propicio para la acción del agua de lluvia y la
meteorización química. En la figura 2 tratamos de re-
sumir lo dicho sobre la influencia de la topografía.

Fig. 2. Influencia de la topografía.

De esta forma, se va transformando la roca pelada en un suelo. El agua de lluvia en su descenso por el suelo
disuelve ciertos componentes y los arrastra a las profundidades, pero si, p. ej., hay estación seca el agua de las pro-
fundidades vuelve a subir por capilaridad llevando consigo parte de las substancias disueltas y dejando otras en for-
ma de precipitados, según las condiciones químicas del medio; además las plantas toman, mediante las raíces, a al-
gunas de estas substancias, las incorporan a sus tejidos y luego las depositan en la superficie v. gr. como hojas o ra-
mas secas, tampoco debe olvidarse la acción de los organismos del suelo, p. ej. las lombrices, las bacterias y los
hongos, etc.
Así se van formando capas horizontales de características propias, llamadas genéricamente horizontes, que se
suelen agrupar en horizontes eluviales, designados A1 A2 etc., son los superiores y se caracterizan por un lavado in-
tenso; luego los horizontes iluviales, designados B1, B2, etc. y caracterizados por ser donde se acumulan los pro-
ductos de lavado de los horizontes A suprayacentes y los que traen disueltos las aguas que ascienden por capilari-
dad; debajo se encuentra el horizonte base , denominado C, constituido por el material original o roca madre, que en
general se considera un solo horizonte pese a que puede estar constituido en su parte superior por la roca consi-
derablemente meteorizada e inalterada en profundidad.
Algunos autores llaman "suelo superficial" al horizonte A, "subsuelo" al B y "substrato" al C, [3].
Se conoce como perfil de un suelo al corte vertical del mismo, desde la superficie hasta la roca inalterada, mos-
trando los sucesivos horizontes que lo componen.
P. ej. en la llanura bonaerense, que tiene veranos relativamente secos e inviernos con heladas, el suelo típico se
caracteriza por un horizonte A, húmico, resultante del crecimiento y descomposición de la vegetación que muere en
invierno, sobre todo de las raíces de la misma, un horizonte B constituido por carbonato de calcio y por hidróxido de
hierro precipitados del agua intersticial que asciende por capilaridad durante la estación seca . Los carbonatos e
hidróxidos mencionados forman nódulos irregulares o "muñecas", a unos 50 cm á 1 m de profundidad. Incluso se
puede formar una capa calcáreo - ferruginosa más o menos contínua, inmediatamente por debajo del hori
zonte A por interacción entre el humus y las soluciones ascendentes, es la
tosca, de características impermeables; por lo cual el horizonte A durante el
verano llega a perder el agua intersticial y sobrevenir períodos de sequía y
durante el invierno acumula agua, por falta de infiltración rápida, resul-
tando en inundaciones. El horizonte C puede estar constituido por rocas
muy diferentes: granito, basalto, loess o morenas. A este tipo de suelo se lo
conoce como Chernozion o chernosem y es propio también de Hungría,
Ucrania y Polonia, en general de climas semihúmedos y ambiente de lla-
nura herbosa [1]. En la figura 3 tratamos de copiar el perfil de chernoziom
de la zona de Tandil - Olavarría incluido en Petersen y Leanza, [1].
Fig. 3. Perfil de chernoziom de la zona de Tandil - Olavarría, [1].
 Suelos, (versión preliminar). 3.

Composición del suelo.

El suelo está compuesto de materia mineral, materia orgánica, agua con substancias disueltas y gases.
En la figura 4. se muestran las proporciones
aproximadas de estos componentes en la capa arable de
un suelo agrícola típico.
Fig. 4. Composición, en volumen, de un suelo superfi-
cial agrícola (hasta 15 o 20 cm de profundidad), [2]
El material sólido ocupa aproximadamente igual volumen que el espacio de poros. Generalmente aproxima-
damente el 50% del espacio de los poros está ocupado por la solución líquida, a menos que el suelo esté muy seco o
muy húmedo. La materia orgánica comprende del 1 al 10% de la fracción sólida, siendo el resto partículas minerales
de diferentes tamaños: arena, limo y arcilla.
Textura del suelo.
Se define como textura del suelo a la proporción relativa de partículas menores de 2 mm de diámetro que consti-
tuyen el suelo [3]. A su vez estas partículas se denominan, según el sistema internacional, propuesta por la Sociedad
Internacional de la Ciencia del Suelo [4]:
Denominación: diámetro (mm)
arena gruesa 2 > >0,2
arena fina 0,2 > >0,02
limo 0,02 > >0,002
arcilla 0,002 >
y según el Departamento de Agricultura de EE. UU. [3]:
Denominación: diámetro (mm) Tamices Tyler normalizados (Nº)
arena 2 > >0,05 10 á 270 mallas
muy gruesa 2 > >1 10 á 16 mallas
gruesa 1 > >0,5 16 á 35 mallas
mediana 0,5 > >0,25 35 á 60 mallas
fina 0,25 > >0,1 60 á 140 mallas
muy fina 0,1 > >0,05 140 á 270 mallas
limo 0,05 > >0,002 ---
arcilla 0,002 > ---
las partículas mayores de 2 mm se llaman gravas, guijarros, etc.
Entonces también podemos definir como textura del suelo la proporción de arena, limo y arcilla en el mismo [2],
como lo muestra la figura 5 [3].
Según el Sr. Don Martín Szew, Sr. Alumno de Introducción a la Ingeniería Ambiental en nuestra Facultad de In-
geniería (U. B. A.) durante el primer cuatrimestre de 1.998, el uso de este diagrama se basa en la propiedad de los
triángulos equiláteros que dice que la suma de las distancias de un punto P, interior al mismo, a los lados, es constante,
o sea a + b + c = cte . Y se prueba, según la figura 6:
área (APB) + área (BPC) + área (APC) = área (ABC) por lo tanto
l c l a l b l h
a b c h pero h = cte. a + b + c = cte. .
2 2 2 2
Fig. 6.

Fig. 5. Diagrama que permite definir a las diferentes

clases de textura, según el Departamento de Fig. 7. Ejemplo de uso del diagrama que permite definir a las
Agricultura de los EE. UU. diferentes clases de textura, [3].
Los porcentajes lo son en peso [3].

3
Suelos, (versión preliminar). 4.

Un ejemplo de uso de ese diagrama lo vemos el la figura 7, para una muestra de suelo que contiene 37% de are-
na, 45% de limo y 18% de arcilla resulta que la textura corresponde a la de un suelo franco, [3].
Cuando existen partículas de más de 2 mm mientras la Clasificación Internacional las llama globalmente "grava",
en los EE. UU. se habla de suelos gravosos, con guijarros, pedregosos, etc., según el tamaño y forma de los fragmentos.
El tamaño, la distribución y continuidad de los poros en un suelo están muy relacionados con la textura que, en
combinación con otras propiedades físicas, afecta el movimiento y retención de fluidos por el suelo. En suelos cons-
tituidos por partículas muy pequeñas los poros resultan muy delgados y los fluidos, en particular el agua, fluyen muy
mal, quedando retenidos eficazmente
Además, cuánto más pequeñas son las partículas mayor resulta la relación entre su superficie exterior y su volu-
men. P. ej. un cubo de 1 cm de lado tiene una superficie de 6 cm 2 mientras que si lo dividimos en cubitos de 1 m
la superficie total resulta 6 x 104 cm2; así son muy exaltadas todas las propiedades superficiales, entre ellas nos re-
sultará de particular interés lo referente a la adsorción, intercambio iónico, etc.
También la composición mineral de la arcilla influye mucho en su comportamiento así, p. ej., la existencia de
montmorillonita hace que la porosidad del suelo varíe notablemente con la humedad, al secarse se contrae la arcilla
y se abren las grietas entre los agregados, las cuales se cierran al humedecerse el suelo e hincharse la arcilla [3]. Así
podemos resumir ([3] e Ing. Pasquale)
Suelos arenosos Suelos arcillosos
Aireación buena escasa
Drenaje bueno difícil
Retención de agua muy escasa buena, el agua los torna plásticos, al secarse se ponen du-
ros y compactos
Retención de substancias químicas escasa buena
Acción filtrante sobre partículas escasa buena
La reactividad química de los suelos arenosos depende de los minerales que los constituyen, es escasa para el
cuarzo pero grande para minerales calcáreos, feldespato, micas o anfíboles.
Los suelos limosos tiene propiedades intermedias entre los anteriores.
La determinación de la granulometrías del suelo se hace en laboratorio, mediante tamizado para las partículas de
más de 74 m y por sedimentometría para las menores, dispersando la muestra en agua y se va determinando la den-
sidad de la dispersión que está relacionada con el diámetro de las partículas en la misma [5]. Existen técnicas de
campo, basadas en la sensación al tacto de una muestra de suelo seca y humedecida, formación de cilindro por ama-
sado, etc., que permiten determinar aproximadamente la textura, para más detalles ver [3].
Estructura del suelo:
Las partículas del suelo, tanto minerales como orgánicas, tienden a unirse formando agregados, separados entre
sí por superficies que limitan poros más o menos planos que modifican la permeabilidad del suelo y, a menudo, se
ven como grietas en el mismo .
La estructura del suelo se refiere a la disposición de las partículas minerales y la materia orgánica en estructuras
secundarias llamadas agregados.
La estructura de un horizonte del suelo puede determinarse directamente estudiando a simple vista un corte
hecho mediante un pozo o calicata, aunque puede ser necesario extraer un trozo y analizarlo manualmente en forma
detenida.
Algunas estructuras comunes del suelo y sus efectos sobre la infiltración del agua están ilustradas en la figura 8.
Los poros o espacios entre uni-
dades estructurales o agregados son,
en general, mayores y más conti-
nuos que los que se presentan entre
las partículas de suelo, de-
terminando la dirección dominante
del flujo del agua, así las estructuras
prismáticas favorecen el mo-
vimiento vertical del agua mientras
las laminares lo hacen con los des-
plazamientos horizontales [3].
La estructura granular en ge-
neral se encuentra sólo en los 25 cm
superiores del suelo y puede ser man-
tenida o destruida por las prácticas
agrícolas. Mientras que los agrega-
dos en bloques y prismáticos tienen
lugar bien por debajo de la superfi-
cie y son menos afectados por las
prácticas agrícolas.(Canadá)
Fig. 8. Tipos de estructuras del suelo, [2].
 Suelos, (versión preliminar). 5.

El grado de estructuración de un horizonte puede clasificarse según la tabla siguiente, [3] ý [6].
Grado Agregados Características
No estructurado Macizos, si son arcillosos, granulares No se observa agregación ni planos de separación
o de grano suelto si son arenosos
Débilmente estruc- Agregados individualmente poco de- Los agregados son difíciles de apreciar y no retienen
turado finidos su forma al manipularlos
Moderadamente es- Agregados bien formados pero no Los agregados permanecen bien formados aunque no
tructurados separados separados en un suelo no perturbado y persisten mo-
deradamente al manipularlos
Bien estructurados Agregados perdurables, francamente Los agregados separados son visibles en el suelo no
evidentes en su sitio, resisten despla- perturbado y persisten al manipularlos
zamientos
Color del suelo.
Debe observarse a la luz del día, en trozos grandes de suelo, sin triturar, y puede variar al humedecer la muestra,
también se debe observar si existe algún patrón de colores, p. ej. si existen manchas o vetas y, en ese caso, se identi-
fican los colores de la matriz y de las manchas, así como su tamaño, forma, abundancia, contraste, si se ubican dentro
o fuera de los agregados y si tiene límites claros, difusos, etc.[6]. Normalmente se los describe por simple estima-
ción o bien comparándolos con tablas de colores publicadas por especialistas.
El color de un suelo resulta del de las partículas originales, así como de su revestimiento por óxidos de hierro,
manganeso, materia orgánica u otros.
El color puede ayudar para identificar las condiciones del suelo, así suelos bien aerados suelen ser uniformemente
rojos, amarillos o marrones, mientras que aquellos que permanecen anegados mucho tiempo se tornan grises o azula-
dos, debido a que ante la ausencia de oxígeno las bacterias reducen compuestos oxidados de hierro y de manganeso,
que son coloreados e insolubles, tornándolos solubles y drenan con el agua, perdiendo el suelo su color. Al llegar los
compuestos reducidos a zonas aereadas volverán a oxidarse y le conferirán a éstas sus colores característicos.
No obstante el atribuir a la saturación del agua la única causa del color puede llevar a errores graves, ya que el
material original del suelo puede ser el causante principal del color, p. ej. ciertas arenas sin pátina metalífera colo-
reada le confieren color claro al suelo por sí, sin mediar otras causas.
Resumen de la información.
La información recogida en un pozo o calicata se puede resumir esquemáticamente como lo indica la figura 9.
El agua en el suelo.
Un componente fundamental del suelo es el agua. Normalmente se trata de soluciones, no de agua químicamente
pura, de cuya acción en la meteorización de las rocas ya tratamos.
Veamos ahora algunas ideas sobre la manera en que podemos encontrar el agua en un suelo y la importancia
práctica de la misma.
El agua puede presentarse combinada químicamente con las
substancias minerales constituyentes del suelo, así aparecen hidra-
tos propiamente dichos, llamados hidróxidos, como consecuencia
de la reacción de óxidos metálicos con moléculas de agua p. ej.
MgO + H2 O Mg(OH) 2 liberándose calor en la reacción y per-
diendo el agua su unidad molecular (se la llama agua constitucio-
nal o estructural); en cambio existen hidratos en los cuales el agua
conserva su unidad molecular y cuya formación va acompañada
de una liberación menor de calor es el caso, p. ej., de los cristales
hidratados como los de sulfato de calcio: CaSO4·2H2 O (se habla
de agua de cristalización e influye mucho sobre las propiedades
del cristal) [7].
Tanto la formación de hidratos como su deshidratación son re-
acciones reversibles en condiciones adecua das. Los minerales del
Fig. 9 Ejemplo de presentación de informa- suelo, en particular los aluminosilicatos de los minerales arcillo-
ción resumida de un pozo [3] . sos, pueden contener abundante agua en sus cristales, [7].
Pero también el agua puede presentarse como tal, libre, en el suelo.
Según la interacción entre las partículas sólidas del suelo y las moléculas de agua resultarán para éstas pro-
piedades muy diferentes, así las moléculas de agua en contacto directo con las moléculas del sólido están fuerte-
mente adheridas a las mismas, el agua está virtualmente adsorbida sobre el sólido y sus propiedades difieren de la
del agua libre, p. ej. no es disolvente, no congela a 0º , etc.[7].
Las moléculas de agua entre sí están unidas por fuerzas de cohesión. A medida que el agua forma una capa más
gruesa en torno de la partícula del suelo el peso de dicha capa aumenta y las fuerzas de adherencia son menores y
pueden ser vencidas, p. ej. por acción de las raíces de las plantas, por la fuerza de gravedad.
Así aparecen el coeficiente higroscópico [4] que corresponde al contenido de agua de un suelo que ha sido se-
cado completamente y luego se deja en una atmósfera de humedad definida, p. ej. la que está en equilibrio con una

5
Suelos, (versión preliminar). 6.

solución de ácido sulfúrico al 3,3%, que corresponde a una humedad relativa ambiente 98,2 % y una tensión de 31
atmósferas. Los suelos ricos en arcilla y en humus tienen más agua en estas condiciones que los arenosos.
El coeficiente de marchitez indica la tensión máxima del agua del suelo que son capaces de vencer las plantas, si
las tensiones son mayores, es decir, menor el contenido de agua, las hojas de las plantas comenzarán a marchitarse.
Al contenido de agua correspondiente al coeficiente de marchitez se lo llama humedad crítica.
Si aumentamos la cantidad de agua en el suelo llega
un momento en que la misma llena totalmente todos los
poros del suelo y cae por gravedad, se dice que el suelo
está saturado de agua, esta situación es negativa para las
plantas por varias razones: las raíces quedan sin el oxí-
geno necesario, se altera la actividad bacteriana y los
procesos de nitrificación consecuentes, se pierden nu-
trientes por arrastre en el agua que los disuelve, etc.
Si a un suelo saturado de agua se lo deja drenar unas 48
horas retendrá finalmente cierta cantidad de agua, sobre to-
do en sus microporos, la tensión de la superficie externa de
la película está entre 0,1 y 0,5 atm , se llama capacidad de
campo al contenido de agua en esa situación, [4].
Resulta, entonces, que entre la capacidad de campo y
la saturación hay un exceso de agua que se desprende del
suelo por gravedad y resulta inconveniente para las plan-
tas, se la suele llamar "agua libre" o "agua superflua".
En la figura 10 hemos tratado de esquematizar la rela-
ción entre las fuerzas de adherencia, medidas como la
tensión ejercida, y expresada en atmósferas, y la distancia
de las moléculas de agua a la superficie de una partícula
del suelo, también agregamos los nombres respectivos.
Figura 10. Tensiones en la película de agua en el suelo, [4].
Bibliografía.
[1] Elementos de geología aplicada. C. S. Petersen y A. F. Leanza. Ed. Nigar, Bs. As. 1.968.
2] Manual for Land Application of Treated Municipal Wastewater and Sludge. Environment Canada, EPS 6-EP-84-1.
Marzo 1.984.
[3] Design Manual Onsite Wastewater Treatment and Disposal Systems, U.S.Enviromental Protection Agency,
Oct. 1.980. EPA - 625/1-80-12
[4] Naturaleza y Propiedades de los Suelos. Buckman, H. O. y Brady, N. C. Montaner y Simón, Barcelona1.977.
[5] Palacín, Héctor. Estudio de suelos, análisis e interpretación. X Curso latinoamericano de limpieza urbana,
F.I.U.B.A., Bs. As. 1.985.
[6] Description and Sampling of Contaminatd Soils - A Field Pocket Guide. U.S.Enviromental Protection Agency,
Nov. 1.991. EPA/625/12-91/002.
[7] El agua en el suelo. M. W. Tschapek. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Madrid, 1.966.
Buenos Aires, 12-XII-1.999 / 26 VI 2015 Dios mediante, continuará.
.Agradecimientos: A Dios, nuestro Señor, y a mis padres: Juan Manuel Sánchez.
---o---
Según el Diccionario: Permeabilidad. 1. f. Cualidad de permeable. || -magnética. 1. f. Fís. En un campo
magnético, cociente de dividir la inducción por el poder imanador.
Permeable. (Del lat. permeabilis, penetrable) 1. adj. Que puede ser penetrado o traspasado
por el agua u otro fluido. || 2. adj. Que se de deja influir por opiniones ajenas.
Ley de Darcy: v = k . i
v = velocidad de escurrimiento
k : coeficiente de permeabilidad, gasto de agua a 20ºC, que escurre con régimen laminar a
través de la unidad de área de un medio poroso, bajo el afecto del gradiente hidráulico unitario.
i : gradiente hidráulico.

Permeámetro de carga constante

Si:
V = volúmen de líquido recogido en la probeta y que pasó durante el ensayo,
t = duración del ensayo,
A = área transversal de la muestra ensayada; es decir, si el diámetro interior de la probeta es
D resulta A = ( D2)/4
L = longitud ocupada por la muestra en la probeta,
i = gradiente hidráulico, en este caso i = h/L
Entonces
V = k x i x A x t i = V /{(h/L) x A x t}
 Suelos, (versión preliminar). 7.

k (cm/s) suelo k (cm/s) drenaje

102 - 100 grava limpia 102 - 10-4 bueno
100 - 10-3 arena limpia. Arena + grava, limpias 10-4 - 10-6 pobre
10-3 - 10-7 arenas muy finas, limos. Depósitos de arcilla estratificada 10-6 - 10-9 * prácticamente impermeable
10-7 - 10-9 * arcillas homogéneas debajo de la zona de descomposición
* o menos
P. ej. para rellenos sanitarios: para el fondo k < 10-7 cm/s, para la cubierta: capa de infiltración k < 10-5 cm/s, o me-
nos si lo es la k del fondo (46 cm de espesor), capa de erosión no fija k (15 cm). [Decisions Maker's Guide to Solid
Waste Management.Second Edition. EPA-530-R-95-023. 1.995].
J. M. S.
Ácidos húmicos. (Perin, Guido. Principios y aplicaciones de la ecotoxicología integrada cuantitativa. Facultad
de Ingeniería, U. B. A. , Bs. As. 1.995 / 1.996).
Los ácidos húmicos son compuestos resultantes de la biodegradación de la materia orgánica de origen vegetal.
Están ampliamente distribuidos en la naturaleza, tanto en los suelos como en los sedimentos marinos, lacustres, etc.
e incluso en los flóculos de los barros activados y de otros procesos de tratamiento biológico de efluentes líquidos.
Son llamados propiamente ácidos húmicos si son solubles o extraíbles en solución acuosa, mientras la humina y
el querogeno representan los compuestos insolubles. Una segunda clasificación divide las substancias húmicas en
ácidos fúlvicos si son solubles tanto en solución ácida como en solución básica y en ácidos húmicos propiamente di-
chos si no son solubles en ácidos pero lo son en soluciones alcalinas.
Están formados por aproximadamente un 40% de carbono y por hidrógeno, pero también contienen oxígeno y
nitrógeno. En algunos también se encuentra azufre y otros elementos. Lo que es particularmente importante es la
presencia de grupos funcionales; lo que significa que aun no teniendo la polaridad del agua, pueden hacer uniones
hidrógeno aunque en un número limitado de puntos y , además, están dotados de una elevada capacidad ligante.
Cubren un intervalo grande de pesos moleculares, las fracciones de bajo peso molecular, en general, son más re-
activas que las de elevado peso molecular. Esto significa que los ácidos fúlvicos , que tienen un peso molecular en
torno a 1.000 una (correspondientes a una esfera de aproximadamente 2 nanómetros de diámetro) tienen una reacti-
vidad más elevada que la humina y que el querogeno cuyos pesos moleculares se colocan en el intervalo de algunos
órdenes de magnitud superiores. Los ácidos húmicos propiamente dichos se encuentran en el intervalo de 1x10 3 á
2x105 según su origen, con aquellos de peso molecular más elevado encontrados en los suelos.
Todavía se debe decir que cada proceso de biodegradación que utilice matrices orgánicas, sea de parte de las
bacterias como de parte del fitoplancton y del zooplancton, lleva a la formación, en mayor o menor medida, de áci-
dos húmicos. Y, por eso, debe esperarse que los fangos resultantes de las instalaciones de depuración biológica con-
tengan ácidos húmicos y que a ellos sea debido el comportamiento particular frente a numerosas substancias (p. ej.
formación de complejos y liberación de los metales pesados, ciclo del fósforo y nitrógeno en el suelo tratado con
los sobredichos fangos, etc.).
Obviamente, según el tipo de sedimento y/o de la matriz implicada, la materia orgánica está compuesta también
por otras substancias. Las mismas matrices orgánicas originales (celulosa, lignina, etc.) están presentes al mismo
tiempo en la matriz, pero también proteínas, polisacáridos, azúcares en general, biomoléculas alteradas como los
aminoácidos, triglicéridos, etc.
Todas estas substancias, con el claro predominio de los ácidos húmicos, cuando están asociadas con el material
inorgánico suspendido o sedimentado en los cuerpos de agua, ofrecen un medio ambiente relativamente no polar en
el cual los compuestos hidrofóbicos pueden insertarse sin deber entrar en competencia con las moléculas de agua.
El comportamiento de los ácidos húmicos explica en gran medida la dinámica ambiental de muchos compuestos
de interés agronómico (p. ej.: nutrientes) y de los contaminantes del suelo. Los ácidos húmicos pueden actuar como
complejantes, solubilizantes y transportadores de compuestos tóxicos en el ambiente.
Las moléculas de ácido húmico normalmente tienen la forma de una larga cadena polimérica enrollada sobre sí
misma, para reducir al mínimo de superficie hidrofóbica y entonces lograr el mínimo nivel energético. Esta forma de
enroscamiento permite la penetración física de compuestos no polares entre las cadenas poliméricas.
Los actinomicetos. (Microbiological Methods for Monitoring the Environment - Water and Wastes. Agencia de
Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América. EPA/600/8-78/017).
Los actinomicetos constituyen un grupo de microorganismos con células cuyo diámetro mide de 0,5 a 2 m, pe-
ro normalmente no supera a 1 m , que se desarrollan como hifas sin septos en masas micelares ramificadas. En ge-
neral son saprófitos, aunque algunos son parásitos o patógenos para las plantas, los animales y el hombre.
Los actinomicetos son fúngicos por su morfología y por la formación de esporas, pero carecen de membrana en
torno del material nuclear. Tienen cierta sensibilidad a los antibióticos bacterianos, son susceptibles a los fagos es-
pecíficos y tienen otras características bioquímicas que permiten clasificarlos como bacterias filamentosas ramifi-
cadas. Aunque se los encuentra en el agua y los sedimentos , el mayor depósito natural de estos organismos es el
suelo.
Sus productos metabólicos volátiles pueden conferirle olor y gusto desagradable, a tierra o moho, tanto al agua
de bebida como al pescado, además forman espumas en las plantas de tratamiento de efluentes líquidos.
Nueva versión, 10 de junio del 2.010. Traducción y adaptación: Ing. Juan Manuel Sánchez,
agradezco a Dios, nuestro Señor, a la Virgen María y a sus Papás y los míos.

7
Suelos, (versión preliminar). 8.

Fertilidad de suelos
agotar. (Del lat. *egutare, de gutta, gota.) tr. Extraer todo el líquido que hay en una capacidad cualquiera. Ú. t. c. prnl. || 2.
fig. Gastar del todo, consumir. AGOTAR el caudal, las provisiones, el ingenio, la paciencia. AGOTARSE una edi-
ción. Ú. t. c. prnl. || 3. fig. Cansar extremadamente. Ú. t. c. prnl.
alimentar. tr. Dar alimento al cuerpo de los animales o de los vegetales. Ú. t. c. prnl. || 2. Suministrar a una máquina, sis-
tema o proceso la energía o los datos que necesitan para su funcionamiento. || 3. ...
alimento. (Del lat. alimentum, de alere alimentar.) m. La comida y bebida que el hombre y los animales toman para
subsistir. || 2. Cualquiera de las substancias que los seres vivos toman o reciben para su nutrición. || 3. ... || plástico.
El que sirve, como los albuminoides, para reparar la pérdida de materia que constantemente padece el organismo a con-
secuencia de su actividad fisiológica. || respiratorio. El destinado principalmente, como las féculas, a procurar energía
al organismo, mediante la combinación de dicho alimento con el oxígeno aportado por la función respiratoria.
causa1. (Del lat. causa.) f. Lo que se considera como fundamento u origen de algo. || 2. Motivo o razón para obrar || 3. ...
concausa. f. Cosa que, juntamente con otra, es causa de algún efecto.
degradar. (Del lat. degradare, de de, priv., y gradus, grado.) tr. Privar a una persona de las dignidades, honores,
empleos y privilegios que tiene. || 2. Por. ext., reducción o desgaste de las cualidades inherentes a personas o cosas. || 3. ...
erosión. (Del Lat. erosio, -onis, roedura) f. Desgaste o destrucción producidos en la superficie de un cuerpo por la
fricción continua o violenta de otra. Ú. t. en sent. fig. || 2. Desgaste de la superficie terrestre por agentes externos
como el agua o el viento. || 3. ...
factor. (Del lat. factor, -oris.) m. p. us. El que hace una cosa. || 2. ...|| 9. fig. Elemento, concausa.
fértil. (Del Lat. fertilis, de ferre llevar.) adj. Aplícase a la tierra que lleva o produce mucho. || 2. Dícese del año en
que la tierra produce abundantes frutos, y por ext., del ingenio.
fertilidad. (Del Lat. fertilitas, -tatis.) f. Virtud que tiene la tierra para producir copiosos frutos.
mantención. f. fam. Acción y efecto de mantener o mantenerse.
mantener. (Del lat. manu tenere.) tr. Proveer a uno del alimento necesario. Ú. t. c. prnl. || 2. Conservar una cosa en
su ser, darle vigor y permanencia. || 3. Sostener una cosa para que no caiga o se tuerza. || 4....
manutención. (De mantener) f. Acción y efecto de mantener o mantenerse. || 2. Conservación y amparo.
nutrir. (Del lat. nutrire.) tr. Aumentar la substancia del cuerpo animal o vegetal por medio del alimento, reparando
las partes que se van perdiendo en virtud de las acciones catabólicas. || 2. ...
oligoelemento. (Del gr. , poco.) m. Biol. Todo elemento químico que es indispensable, en pequeñísimas can-
tidades, para completar el crecimiento y el ciclo reproductivo de plantas y animales.
sostener. (Del lat. sustinere.) tr. Sustentar, mantener firme una cosa. Ú. t. c. prnl. || 2. Sustentar o defender una pro-
posición. || 3. ... || 5. Dar a uno lo necesario para su manutención. || 6. prnl. Mantenerse un cuerpo en un medio o en
un lugar, sin caer o haciéndolo muy lentamente.
substancia. (Del lat. substantia.) f. Cualquier cosa con que otra se aumenta y nutre y sin la cual se acaba. || 2. Jugo que se
extrae de ciertas materias alimenticias, o caldo que con ellas se hace. || 3. Ser, esencia, naturaleza de las cosas. || 4. ...
sustentar. (Del lat. sustentare, intens. de sustinere.) tr. Proveer a uno del alimento necesario. Ú. t. c. prnl. || 2. Con-
servar una cosa en su ser o estado. || 3. Sostener una cosa para que no se caiga o se tuerza. Ú. t. c. prnl. || 4. Defender
o sostener determinada opinión.
sustento. m. Mantenimiento, alimento. || 2. Lo que sirve para dar vigor y permanencia a una cosa. || 3. Sostén o apoyo.
Entonces podemos entender, de manera más general, como fertilidad la capacidad del suelo para sustentar una
cubierta vegetal. Empleando el verbo sustentar tanto en el sentido de sostener las plantas para que no se caigan o se
tuerzan como de proveerles de las substancias que toman para su nutrición.
Para que un suelo sea fértil debe reunir una serie de requisitos, que se pueden llamar factores de la fertilidad:
1) agua del suelo, 2) aire del suelo, 3) nutrientes, 4) capacidad de intercambio iónico, en particular catiónico.
Se suele llamar factor limitante a aquél de los mencionados que causa la pérdida de la fertilidad en un suelo da-
do. P. ej. en un desierto el factor limitante es el agua.
Llamaremos nutrientes a aquellas substancias que los seres vivos precisamos para vivir, pero que, a diferencia
del carbono, el hidrógeno y el oxígeno, requerimos en cantidades relativamente pequeñas.
Así, p. ej., cuando estamos débiles el médico nos recomienda comer diariamente una buena porción de fideos, es
decir de hidratos de carbono, fundamentalmente materia orgánica constituida por carbono, hidrógeno y oxígeno, y
una pildorita con hierro y otros minerales, que serían los nutrientes.
Debemos notar que los heterótrofos necesitamos también nutrientes orgánicos, tales como las vitaminas.
Para el hombre los podemos clasificar:, [1]:
Macroelementos: requerimientos superiores a los 100 mg/día y/o se encuentran en el organismo en el orden del gramo.
Generalmente como iones o formando compuestos inorgánicos: sodio, potasio, cloro, calcio, magnesio y fósforo.
Generalmente formando compuestos orgánicos: carbono, oxígeno, hidrógeno, azufre y nitrógeno.
El carbono puede formar parte de bicarbonatos, que son inorgánicos, y el fósforo de compuestos orgánicos fun-
damentales (ATP, DNA y RNA, etc.).
Microelementos o elementos traza u oligoelementos: requerimientos menores a los 100 mg/día o desconocido,
y/o se encuentran en el organismo en el orden del miligramo: hierro, zinc, cobre, cromo, molibdeno, manganeso,
flúor, iodo, selenio. El hierro es intermedio entre este grupo y el anterior.
Ultratraza: se encuentran en el organismo en el orden del microgramo o nanogramo, p. ej. níquel, arsénico, va-
nadio, bario, estaño, litio, silicio y cobalto.
 Suelos, (versión preliminar). 9.

Dudosos: en estudio, así el cadmio, el plomo, etc., ejercerían funciones en el crecimiento y la reproducción, pero
en dosis muy pequeñas ya son tóxicos.
Como ejemplos tenemos que en el organismo humano adulto, [1], podemos encontrar entre 850 á 1.500 g de
calcio, o sea aprox. 1,7 % del peso corporal; unos 1.000 g de fósforo; aproximadamente 100 g de sodio; de 20 á 30 g
de magnesio; entre 2 y 4 g de hierro; de 50 á 120 mg de cobre; 20 á 25 mg de iodo y de 2 á 3 g de zinc.
Debemos notar que , en cambio, un 50 % del peso seco del cuerpo humano está constituido por carbono, 20 %
por oxígeno, 10 % por hidrógeno; 8,5 % por nitrógeno; 4% por calcio; 2,5 % por fósforo; 1 % por potasio; 0,8 % por
azufre, etc. 1, [2].Observemos que el componente mayor del organismo humano es el agua, que forma del 58 al 67
% en peso del individuo adulto, pero el 97 % del embrión de dos meses, [2].
Para las plantas , según [3],se clasifican en
Macronutrientes: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre.
Micronutrientes: hierro, manganeso, cobre, zinc, boro, molibdeno y cloro. También se pueden incluir en este
grupo al silicio, al vanadio y al cobalto, [4]. En la tabla 1 los ordenamos según su utilidad para las plantas, [4:]
Uso Elemento
para la fotosíntesis cloro, hierro, manganeso, vanadio y zinc
para el metabolismo del nitrógeno boro, cobalto, hierro y molibdeno
para otras funciones metabólicas boro, cobalto, cobre, manganeso y silicio
Tabla 1: uso de los micronutrientes por las plantas, [4].
La fertilidad de un suelo se puede perder por varias causas, a saber:
erosión: remoción de la capa superior del suelo como consecuencia de la acción del viento o de la lluvia, llamándose
erosión eólica y erosión hídrica, respectivamente;
agotamiento: carencia de uno o más nutrientes. En general debido al monocultivo reiterado durante períodos pro-
longados.
degradación fisicoquímica: salinización, cambios del pH del suelo, etc. Normalmente originado en inundaciones,
malas prácticas de riego, etc.
contaminación: por incorporación de tóxicos, p. ej. por mala disposición de residuos sólidos.
Algunas técnicas para evitar estos problemas:
para la erosión: cultivar en terrazas o según líneas de nivel, conforme a la pendiente del suelo;
para el agotamiento: rotando cultivos, p. ej. con leguminosas que incorporan nitrógeno, o con ganadería, dejándolo
descansar, incorporando fertilizantes y abonos, etc.
para la degradación fisicoquímica: usando técnicas adecuadas de riego, permitiendo su recuperación posterior a
inundaciones, etc.
para la contaminación: saneando el suelo, según veremos luego.
Dios mediante continuará...
Bibliografía
[1] Portela, María Luz Pita Martín. Vitaminas y minerales en nutrición. López Libreros Editores, S. R. L. Bs. As. 1.993
[2] Montes, Adolfo Leandro. Curso de bromatología, teórico y práctico. PROEL Ediciones, Buenos Aires , 1.964.
[3] Buckman, H. O. y Brady, N. C. Naturaleza y Propiedades de los Suelos. Montaner y Simón, Barcelona, 1.977.
[4] Odum, Eugene P. Ecología. 3·ª Ed. Interamericana, México, D. F. 1.972.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Al Sr.Prof.Lic. Don Herman O.Lauría, que me diera las primeras nociones sobre el tema y de
cuyas clases tomé el esquema general de esta parte del apunte.
Ing. Juan Manuel Sánchez. Bs. As. 23 - VI - 2.002
Fiesta de San Sacarías y Santa Isabel.
Saneamiento de suelos contaminados.
En base a las clases del Ing. Pasquale, Bs. As. 1.996.
Hay que distinguir claramente entre aislar el foco de la contaminación y quitar a la misma del suelo, es decir
existen medidas para el aislamiento y el saneamiento de suelos contaminados:
aislamiento: evita la dispersión de los contaminantes,
saneamiento: 1) destruye el contaminante, 2) saca al contaminante del sitio.
Aislamiento: en principio es provisorio. Puede ser: estático o dinámico.
Aislamiento dinámico: se deprime la napa median-
te bombeo, para evitar el arrastre del contaminante
por el agua subterránea. Es fundamentalmente provi-
sorio pues implica un gran gasto de energía

Fig. 1. Aislamiento dinámico.

9
Suelos, (versión preliminar). 10.

Aislamiento estático: impermeabilización de pare-

des, cubierta y fondo, si el fondo es naturalmente im-
permeable no es necesario impermeabilizarlo. La cu-
bierta superior es semejante a la de un relleno. Los la-
terales se hacen mediante tablestacado, inyección de
materiales cementicios, arcillas, etc.
Puede ser provisorio o, eventualmente, definitivo.

Fig. 2. Aislamiento estático.

Saneamiento:
Las medidas de saneamiento, pueden ser:
in situ: sin mover el suelo de su lugar
ex situ: extrayendo el suelo y tratándolo
en el mismo predio,
en otro predio
La operación que distingue unas de otras es la excavación del suelo contaminado: si hay excavación entonces es
un tratamiento ex situ, si no la hay : es un tratamiento in situ.
Medidas ex situ:

Fig. 3. Tratamientos ex situ

ventajas
- el proceso de tratamiento es perfectamente controlable,
- las tecnologías de tratamiento son perfectamente conocidas y
probadas,
- si se equivocan los estudios iniciales, p. ej. los estudios ge-
ológicos, se puede corregir más fácilmente,
- se requieren tiempos más cortos de tratamiento,
- se pueden aplicar distintos tratamientos en una misma área, según
el contaminante del lote, fig. 4. Donde A, B y C son lotes en
los que prevalecen diferentes contaminantes, dentro de un Fig. 4. Saneamiento de áreas con lotes en los
área contaminada D mayor, que los incluye a los tres. que prevalecen diferentes contaminantes.
desventajas
- riesgos ambientales asociados a la excavación y transporte, p. ej. desprendimiento de partículas de suelo con-
taminadas, emisiones de gases y vapores, etc. Estos riesgos se agravan si el suelo a tratar está en una ciudad,
por la mayor cantidad de personas potencialmente expuestas (según la alumna de Introducción a la Ingeniería
Ambiental, Señorita Doña Yamila Orrego, primer cuatrimestre de 1.999),
- aparecen los costos de excavación, transporte del material y de protección ambiental en todas las etapas,
- hay que reubicar los suelos tratados, los que suele traer problemas con los habitantes de las proximidades.
Medidas in situ:
ventajas
- instalaciones relativamente simples, por lo tanto baratas,
- evita excavación, transporte y almacenamiento de suelos,
por lo tanto reduce los costos (según el alumno de Intro-
ducción a la Ingeniería Ambiental, Señor Don M. Pelo-
roso, primer cuatrimestre de 1.998),
- menos riesgo para el entorno, al no mover los materiales
contaminados,- no se necesita otro depósito para el mate-
rial tratado, que queda en su lugar,
- útil para áreas extensas, con concentraciones bajas de
contaminantes,
Fig. 4. Tratamientos in situ
 Suelos, (versión preliminar). 11.

desventajas:
- se necesitan tiempos largos de tratamiento,
- depende mucho del tipo de suelos, p. ej. resultan difíciles en suelos mixtos, arenoso- arcillosos, etc.,
- puede empeorar la situación si los contaminantes se mueven y dispersan en el suelo,
- los resultados son muy difíciles de controlar,
- el no asegurar plenamente los resultados puede traer problemas administrativos,
- costos mayores de control: requiere buenos estudios previos, para asegurar que no se dispersen los contami-
nantes, y estudios posteriores para asegurar resultados.
Medidas mixtas, in situ y ex situ: se pueden aplicar medidas in situ para las partes menos contaminadas y ex situ
para las más contaminadas.
Métodos de tratamiento:
- excavar y llevar a rellenos sanitarios o de seguridad: muy caro,
- excavar e incinerar: función del tipo de residuo, sobre todo para materia orgánica, en el caso de contami-
nación por lubricantes hay que tener cuidado por los aditivos de los mismos, que pueden crear problemas
severos de contaminación atmosférica,
- macroencapsulado en el sitio: se cierra el lugar con paredes y cubierta impermeables, si el fondo no es im-
permeable se lo debe impermeabilizar. Se convierte el sitio en un relleno, se deben hacer los mismos con-
troles que para un relleno de seguridad.
- procesos químicos: lavado, puede hacerse in situ o ex situ, según vemos en las figuras 5 y 6 respectivamente.
Lavado in-situ:
Problemas asociados:
1) migración de contaminantes, que se puede evitar confinando el sitio;
2) introducción de agua de la napa, por lo que aparecerá un exceso de agua a tratar;
3) en zonas ricas en limo o arcilla no fluye el solvente;
4) si el suelo no es homogéneo habrá flujos preferenciales y zonas que no serán atravesadas por el solvente;
5) en ciertas circunstancias el solvente empleado se puede transformar en un contaminante, por lo que se prefie-
re emplear, como líquido de lavado, agua, a lo sumo con agregado de aditivos biodegradables.
Se prefiere este método si:
1) la zona a tratar es muy extensa, empleando un sistema de muchos pozos;
2) si existen edificios en el área a tratar;
3) si la contaminación está muy profunda, pues, en ese caso, se requeriría hacer una gran excavación para extraerla.
Solventes: se puede emplear cualquier solvente que
sea selectivo para el contaminante a tratar, que se separe
bien del agua del suelo y del suelo mismo, en general
debe ser no tóxico, no volátil, barato, etc. , como cual-
quier solvente empleado p. ej. en absorción de contami-
nantes atmosféricos.
Fig. 5. Lavado in situ de suelos
contaminados.(Colonia).

Lavado ex situ:
Se emplean solventes de distinto tipo, incluso agua sola o con aditivos, en particular tensioactivos.
Es un sistema conveniente para grava y arena, pero malo para limo y arcilla ya que:
1) el contaminante se adsorbe sobre las partículas,
2 las partículas de arcilla quedan en suspensión en el líquido.
Esto exige una clasificación granulométrica previa de los componentes del suelo, la fracción gruesa se lava, los
finos se envían a otro tratamiento o a relleno. El líquido empleado para el lavado se recupera o se trata y desecha.
Limitaciones:
1) no se justifica su empleo si los finos superan el 30 o 40% de los constituyentes del suelo,
2) si hubiese más de un contaminante diferente hay que emplear varias etapas, con diferentes solventes,
3) puede haber riesgos ambientales por explosiones, incendios, etc. según el tipo de solvente y de contaminante.
En la figura 6 tratamos de representar una planta comercial para el lavado ex situ.
Tratamientos químicos: algunas substancias pueden ser transformadas químicamente en otras no tóxicas o peli-
grosas, otras son transformadas en un precipitado que se recupera en el ciclo productivo o se dispone conve-
nientemente de manera que no contamine al ambiente.
Por ejemplo se puede emplear la oxidación simple o con ozono y fotocatalizada, p. ej. mediante rayos ultravio-
letas, pero, en ese caso, con la limitación de la turbiedad. A los metales pesados se los suele precipitar, p. ej. como
sulfuros (en el caso del Cd, del Zn, etc. ) o como hidróxidos (p. ej. del Cr 3+), aunque de solubilidad algo mayor, en
cualquier caso suelen requerir ajustes de p H, normalmente luego se hace una coagulación - floculación, seguida por
una filtración y los productos resultantes o se vuelven a usar en el ciclo productivo o se encapsulan y disponen con-
venientemente.

11
Suelos, (versión preliminar). 12.

Figura 6: Lavado ex situ de suelos contaminados, proceso de lavado de suelos de la firma Harbauer.
Notas a la figura 6:
1 = tolva de carga con zaranda 10 = tornillo de extracción 19 = estación para dosificación de ayu-
de barras dantes de limpieza
2 = tamizado del grueso 11 = desarenador en contracorriente 20 = sedimentador de placas onduladas
(<60mm) (de tres etapas)
3 = trituradora 12 = flotación 21 = recipiente redondo de clarificación II.
4 = lavador 13 = clasificador pesado de turbiedad 22 = recipiente redondo de clarificación I.
5 = criba vibratoria con rociado 14 = criba en arco 23 = espesador I, II
de agua limpia
6 = gruesos limpiados 15 = material liviano separado 23 = prensa de tamiz en banda
(10 - 60 mm)
7 = criba en arco 16 = instalación de hidrociclones en 24 = puesto de gobierno
contracorriente
8 = material liviano separado 17 = criba para quitar el agua
9 = recipiente para desleir 18 = suelos limpiados
Solidificación: mezclar con cemento, arcilla, polietileno, bitumen, etc. de manera que el contaminante quede
ocluido en una matriz más o menos inerte y resistente. P. ej. se puede hacer una emulsión con asfalto en la que se
deslíe el residuo, luego se rompe la emulsión, que precipita y engloba al contaminante, otra alternativa es mezclar,
en caliente, el asfalto con la substancia a tratar y extruirlo formando pastillas ("pellets"). El asfalto es muy inerte, no
absorbe el agua, etc. y es barato.
Vitrificación: se puede hacer ex situ e in situ. In situ se entierran electrodos y se eleva la temperatura del suelo
hasta 1.700 á 1.800ºC, por efecto Joule. Hay que tener cuidado por la evaporación, descomposición y volatilización
de los diferentes componentes del suelo y de sus contaminantes, por lo que deben captarse los gases desprendidos y
tratarlos convenientemente. Suele ser un tratamiento conveniente p. ej. para contaminación radioactiva.
Tratamientos térmicos: se puede reducir a una desorción térmica o bien llegar a una incineración verdadera.
La desorción térmica tiene lugar entre 300 y 400ºC, en primer lugar hay una evaporación masiva, luego aparece
la desorción verdadera.
A temperaturas mayores aparece la descomposición de ácidos húmicos, hidrocarburos, etc. llegándose a la oxi-
dación más o menos total de la materia orgánica a temperaturas entre 800 ý 1.200ºC.
Los resultados dependerán del tipo de sólido, de la substancia a remover y de la temperatura final alcanzada, a
mayor temperatura mayor eficiencia. Debe cuidarse la formación de atmósferas combustibles o explosivas, evitarse
que se desprendan substancias contaminantes atmosféricas preexistentes, p. ej. vapores de compuestos orgánicos,
partículas con metales pesados, o bien se formen nuevas, p. ej. dioxinas, SOx , NO x , en cuyos casos se deberán
 Suelos, (versión preliminar). 13.

hacer los tratamientos de gases correspondientes. En general los suelos finos tienden a desprender gran cantidad de
polvo, pero facilitan los procesos de difusión durante el tratamiento.
En la figura 7 representamos el esquema del tratamiento de incineración ex situ de suelos contaminados, según el
proceso de la firma Züblin. En primer lugar se procede a preparar el suelo excavado, triturándoselo, en varias etapas,
hasta llegar a los 30 - 60 mm. En el caso de suelos blandos, pegajosos, se emplean instalaciones especiales de tritu-
ración hasta llegar a granulometrías similares. El material se zarandea y, previo almacenamiento intermedio, se car-
ga en el horno.
La instalación del horno consiste en tres tambores rotativos. En el tambor secador se seca al suelo a una tem-
peratura entre 200 y 400ºC. En el tambor incinerador que sigue tiene lugar la combustión a temperaturas hasta de
1.200ºC. La permanencia en los tambores de secado y de incineración alcanza a los 30 hasta 45 minutos en cada ca-
so, según el tipo de contaminación. Postconectado existe un tambor enfriador para recuperación de calor.
Por las altas temperaturas de incineración y los largos tiempos de permanencia son destruidos todos los com-
puestos orgánicos dañinos, que, esencialmente, son oxidados a bióxido de carbono y agua. Así se garantiza que du-
rante el transcurso de la incineración no se forma ninguna nueva substancia dañina.
La corriente de gases de escape fluye, por los tambores, en contra corriente del material a tratar y luego es tra-
tada en una gran instalación de depuración en cuatro etapas, con lo cual se cumplen ampliamente los límites fijados
por la legislación.
Luego de la separación del polvo grosero, mediante un ciclón, se procede, en una segunda etapa, a la post-
combustión, en la cual se destruyen los compuestos orgánicos que se encuentran en los gases de escape del horno.
La permanencia de los gases de escape, a temperaturas hasta por encima de 1.200 ºC, supera a 1 segundo.
A continuación se agrega hidróxido de calcio (Ca(OH) 2) para un tratamiento por vía seca. El hidróxido de calcio
reacciona con los compuestos gaseosos inorgánicos para formar compuestos salinos sólidos. Estos compuestos, jun-
to con el polvo que aún arrastran los gases de escape, son retenidos en un filtro de mangas.
La última etapa para la depuración de los gases de escape consiste en un filtro de dos etapas para polvo muy fino,
en el cual se retienen los polvos más finos que aún restan, evitándose así la emisión de compuestos de metales pesados.
Ya a la salida del filtro de mangas, la instalación de tratamiento de los gases de escape asegura el cumplimiento
de los límites legales referidos al contenido de polvo en los gases de escape. Luego de abandonar los filtros para el
polvo muy fino el contenido residual de polvo es menor de 0,01 mg/Nm3 , con lo cual el valor de las emisiones de
polvo es unas 1.000 veces inferior a lo exigido en Alemania.
La descripta es una instalación de 1.986, en otras posteriores, de la misma firma, aprox. 1.995, se han modificado
el sistema de enfriador del material tratado / recuperador de calor y el sistema de tratamiento de los gases de escape.
Básicamente se elevó la permanencia de los gases en la postcombustión a más de 2 segundos a temperaturas por en-
cima de los 1.200ºC; en el tratamiento en seco se agrega hidróxido de calcio y coque, antes de los filtros de mangas,
y a la salida del filtro para polvo muy fino se sumó un sistema para la reducción de óxidos de nitrógeno mediante
amoníaco.
Los resultados obtenidos incinerando suelos de una coquería de Dortmund - Dorstfeld, en una instalación de este
tipo están indicados en la tabla 1. Y los gases de escape emitidos en la misma planta lo están en la tabla 2.

Figura 7: Incineración ex situ de suelos contaminados, proceso de la firma Züblin.

13
Suelos, (versión preliminar). 14.

Contaminante Contenido en el suelo Rendimiento del tratamiento

(mg/kg) (%)
sin tratar tratado
Fenol 200 <0,8 >99,6
Hidrocarburos alifáticos 3.546 <11 >99,7
Benceno 120 <0,1 >99,9
Tolueno 140 <0,1 >99,9
Xileno 250 <0,1 >99,9
Diciclopentadieno 13 <0,1 >99,2
Naftalina 960 <0,02 >99,99
Poliaromáticos totales (TVO) 3.150 <0,1 >99,99
Mercurio 15,3 <0,1 >99,4
Cianuro 564 <0,5 >99,9
:Tabla 1. Resultados obtenidos incinerando suelos de una coquería de Dortmund - Dorstfeld, proceso de la
firma Züblin.
Contaminante Concentración en los gases de escape Límites legales (mg/Nm3)*
(mg/Nm3)* TA Luft 17. BImSchV
Polvo <3 30 10
Cloruros, HCl <0,71 50 10
Fluoruros, HF <0,02 2 1
SO2 39,2 100 50
NOx <193 500 200
CO <3 100 50
Compuestos orgánicos de <2 20 10
hidrocarburos
Arséncio 0,001 1 0,5
Plomo 0,004 1 0,5
Cadmio <0,001 0,2 0,05
Mercurio <0,001 0,2 0,05
Cianuro <0,01 1 -
* referido a 273 ºK, 1.013 hPa y 11% de O2.
Tabla 2. Gases de escape emitidos incinerando suelos de una coquería de Dortmund - Dorstfeld, proceso de
la firma Züblin.
Tratamientos biológicos: fundamentalmente para la destrucción de materia orgánica..
Los tratamientos biológicos pueden hacerse: 1) in situ, 2) ex situ, admitiendo éstos dos variantes: 2a. bombear el
agua subterránea y tratarla sólo a ella, y 2b. excavar el suelo y tratarlo en un biorreactor.
Tratamientos biológicos in situ:
Normalmente suele haber bacterias propias del suelo aptas para la biodegradación de los contaminantes; agregar
bacterias especializadas no da resultados favorables, salvo en el corto plazo; en cambio, normalmente escasean el
oxígeno y los nutrientes, en particular el nitrógeno y el fósforo. Además, si el contaminante aparece en fase vapor
y/o líquida puede ser arrastrado y debe ser tratado externamente. La fase líquida puede quedar retenida por los sóli-
dos del suelo y no ser arrastrable por bombeo, fundamentalmente ésta es la que será biodegradada.
Si se aspiran los gases del suelo se arrastran los vapores contaminantes, se incrementa la evaporación de la fase
líquida, por descenso de la presión y se facilita la introducción de oxígeno y, con ello, la actividad bacteriana. Para
ayudar a la introducción del oxígeno se puede inyectar aire.
Es una técnica sencilla y, relativamente, poco costosa, pero tiene sus limitaciones, principalmente:
1) es lenta,
2) requiere una permeabilidad adecuada del suelo,
3) necesita controles adecuados, que constituyen el costo principal.
Si las concentraciones de contaminantes superan los 1.000 ppm se demora más de un año para obtener resul-
tados finales satisfactorios.
La permeabilidad debe superar los 10-4 cm/s, caso contrario se complica el pasaje del oxígeno y los nutrientes.
Controlando el anhídrido carbónico y el oxígeno se logra establecer el grado de actividad bacteriana y el avance
del tratamiento.
Los caudales de aire son mayores en la etapa de arrastre y evaporación de los contaminantes, reduciéndose lue-
go, durante la biodegradación.
En la figura 8 a la izquierda tratamos de hacer el esquema de un sistema que trabaja sólo por aspiración de los
gases del suelo, y a la derecha el de otro que opera por impulsión de aire limpio y succión de los gases del suelo.
Observemos que los gases aspirados deben ser tratados convenientemente antes de ser emitidos a la atmósfera.
 Suelos, (versión preliminar). 15.

Figura 8: Tratamientos biológicos in situ de suelos contaminados.

En ciertas oportunidades se inyectó el oxígeno mediante agua enriquecida en el mismo, ya sea oxígeno gaseoso
industrial, ya sea peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), pero, por la poca solubilidad del oxígeno en el agua, el
método requería usar mucha agua o tiempos muy largos de tratamiento. Se limita su uso en general a los casos de
aislación dinámica, ya tratados.
Tratamientos biológicos ex situ: cuando la permeabilidad del suelo no supera k = 10-4 cm/s los tratamientos in si-
tu presentan problemas tales que se prefieren los tratamientos ex situ.
El material extraído puede ser sometido al tratamiento biológico mediante diferentes técnicas, se destacan: 1) el cul-
tivo de suelos ("landfarming"), 2) el tratamiento en parvas y 3) los biorreactores para medios sólidos o semisólidos.
El cultivo de suelos consiste fundamentalmente en preparar una superficie adecuada, en general bajo un tinglado,
y extender sobre ella el suelo a tratar formando una capa de entre 30 ý 60 cm de espesor, o en caballones; si es nece-
sario se agregan los nutrientes que corresponda, en general en forma de abonos comerciales; periódicamente se so-
mete el material a laboreos convenientes, como rastrillado, etc. En el caso de que se desprendan vapores con-
taminantes el tinglado se reemplaza por una estructura cerrada, cuyo aire interior se aspira mecánicamente y se trata
convenientemente, antes de su emisión a la atmósfera. En la fig. 9 se puede ver el esquema de un sistema como el
mencionado, debido a la firma Saarberg -Oekotechnik GmbH.
El método mediante barros es rápido, en ciertos casos bastan unas dos semanas de tratamiento, en el método de
los semisólidos se tarda unas 3 ó 4 veces más. El material ya tratado se vuelve directamente a su sitio en el caso del
método de los semisólidos, en el caso de los barros requieren una deshidratación previa.
Biorreactores: en el caso del método de tratar
semisólidos, con sólo un 30 á 40 % de humedad,
puede ser necesa rio agregar aditivos que aumen-
ten la permeabilidad, p. ej. arena, aserrín, etc.
Los biorreactores son aptos para tratar canti-
dades pequeñas de suelos contaminados.

Fig. 9 Biotratamiento ex situ de suelos contaminados, según

la firma Saarberg -Oekotechnik GmbH. Figura 10. Biorreactores.
Estudios de suelos:
Las diferentes técnicas para el estudio de suelos contaminados buscan determinar el grado de contaminación de los
mismos, así como el tipo de contaminación y los límites de la zona contaminada para, de esa manera, poder elegir el ti-
po de tratamientos que se hará (in situ, ex situ, etc.). (Según el alumno Sr. Don Alejo Naya, 2º Cuatrimestre de 1.996).
Perforación con extracción de núcleo, se sacan testigos a distintas profundidades, que se miden. Las desventajas
de este método son: 1) si se atraviesan estratos impermeables se puede permitir la migración del contaminante, 2) si
hay tambores conteniendo contaminantes, enterrados en el sitio en estudio, se los rompe y el contaminante queda en
libertad y fluye en el suelo, 3) es costoso extraer la muestra y luego su análisis.
Análisis de gases intersticiales: es muy poco preciso, sirve para delimitar el área en planta.
Técnicas analíticas: es difícil separar los contaminantes del suelo que los retiene, en general se los extrae me-
diante solventes y luego se usan técnicas analíticas convenientes, p. ej. con cromatografía.
Se usan detectores de metales (de bombas de guerra) para ubicar recipientes y contenedores metálicos.
En determinadas circunstancias se puede recurrir al estudio de los seres vivos existentes y su comparación con
los de los suelos no contaminados, o bien a colocar individuos de determinadas especies, que sean sensibles a los
tóxicos que contaminan el suelo, esperar un tiempo y contar los sobrevivientes, estudiarlos, etc. (Según el alumno
Sr. Don. Gustavo Favio Chocrón, 2º Cuatrimestre de 1.996). Si Dios quiere, continuará...
Agradezco a Dios, nuestro Señor a nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres..
Ing. Juan Manuel Sánchez. 28 VII 1997/ 30 VI 2015..

15
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 1.
Residuos sólidos.
Definiciones básicas.
Según el Diccionario [1] :
barrer. (Del lat. verrere.) tr. Quitar del suelo con la escoba el polvo, la basura, etc. || 2. fig. No dejar nada de lo
que había en alguna parte, llevárselo todo. || barrer hacia, o para, dentro. loc. fig. Comportarse interesada-
mente.
basura. (Del lat. versura, de verrere, barrer.) f. Inmundicia, suciedad, y especialmente la que se recoge barriendo. ||
2. Desecho o estiércol de las caballerías. || 3. Desecho, residuos de comida, papeles y trapos viejos, trozos de cosas
rotas y otros desperdicios. || 4. fig. Lo repugnante o despreciable.
basural. m. (Amér.) basurero, sitio donde se echa la basura.
basurero, ra. m. y f. Persona que lleva o saca la basura al campo o al sitio destinado para echarla. || 2. m. Sitio
donde se arroja y amontona la basura.
descartar. (De des-1 y carta.) tr. fig. Desechar una cosa o apartarla de sí. || prnl. Dejar las cartas que se tienen en
la mano y se consideran inútiles, ...
desechar. (Del lat. disiectare.) tr. Excluir, reprobar. || ... || 4. Expeler, arrojar. || ... || 6. Hablando del vestido u
otra cosa de uso, dejarla para no volver a servirse de ella. || 7. Tratándose de llaves, cerrojos, etc., darles el
movimiento necesario para abrir.
desecho. (De desechar.) m. Lo que queda después de haber escogido lo mejor y más útil de una cosa. || 2. Cosa
que, por usada o por cualquiera otra razón, no sirve a la persona para quien se hizo. || 3. fig. Desprecio, vili-
pendio.
inmundicia. (Del lat. inmunditia.) f. Suciedad, basura, porquería. || 2. fig. Impureza, deshonestidad.
inmundo, da. (Del lat. inmundus; de in, negat., y mundus, limpio.) adj. Sucio y asqueroso. ||
residuo.(Del lat. residuum.) m. Parte o porción que queda de un todo. || 2. Lo que resulta de la descomposición o
destrucción de una cosa. || 3. ...
restar. (Del lat. restare.) tr. Sacar el residuo de una cosa, bajando una parte del todo. || 2. Disminuir, rebajar,
cercenar. Su mal comportamiento le HA RESTADO mucha autoridad. || 3. ...
resto. (De restar.) m. Parte que queda de un todo. || ...
sólido, da. (Del lat. solidus.) adj. Firme, macizo, denso y fuerte. || 2. Aplícase al cuerpo cuyas moléculas tienen
entre sí mayor cohesión que las de los líquidos. Ú. t. c. s. m. || 3. ...
todo, da. (Del lat. totus.) adj. Dícese de lo que se toma o comprende entera y cabalmente, según sus partes, en la
entidad o en el número. || || 8. m. Cosa íntegra, o que consta de la suma y conjunto de sus partes integrantes,
sin que falte ninguna. || 9. ...
Definiciones de residuo sólido y basura.
Llamaremos "residuo sólido" al resto sólido de una operación, de un proceso o de una actividad y que es tal que
puede ser individualizado, [2].
En cambio entenderemos por "basura" a la mezcla de residuos sólidos, tal que para poder identificar a sus com-
ponentes se debe aportar trabajo, p. ej. el de separación, [2].
A veces se emplean ambos términos como sinónimos para referirse a los materiales descartados, que si bien no
tienen valor para el que los desecha pueden ser utilizados por otros.
Veamos un ejemplo: supongamos a una persona en la tarea de estudiar y, simultáneamente, beber una infusión,
p. ej. mate. El residuo sólido del estudio estará constituido por papeles que sirvieron para borradores, el residuo sóli-
do de la bebida del mate será la yerba usada. El papel podrá servir para escribir del otro lado o para forrar algo, la
yerba para agregarla a la tierra de un jardín o de una maceta como mejorador de suelos. Si ahora envolvemos la yer-
ba con el papel para arrojarlos a la basura, precisamente hemos obtenido una basura, es decir una mezcla de residuos
sólidos y, observemos, si deseamos recuperarlos han perdido una parte considerable de su valor, seguramente el pa-
pel se habrá manchado y arrugado, parte de la yerba se habrá perdido, si la tinta tenía alguna substancia tóxica solu-
ble podrá haber pasado a la yerba, haciéndola inútil para agregarla a un suelo.
Normalmente el valor económico esperado por la recuperación de un residuo sólido inmediatamente después de
generado es mucho mayor que el del mismo material separado de una basura. Es más, mientras un residuo sólido
puede llegar a tener valor económico, la basura normalmente lo tiene negativo, es decir hay que gastar dinero para
deshacerse de ella.
Principales orígenes de la basura urbana.
Domicilios: dan lugar a la basura domiciliaria o doméstica, constituida principalmente por restos de comida, an-
tes y después de su cocción, barreduras, papeles, trapos, pilas, envases, que según lo que contengan o hayan conte-
nido pueden ser muy peligrosos, p. ej. si contuvieron plaguicidas pueden ser tóxicos, si combustibles pueden origi-
nar incendios o explosiones, etc..
Comercios: en ellos se origina la basura comercial, que suele contener una parte semejante a la domiciliaria y
otra propia del rubro del comercio de que se trate. Como en general el comerciante o bien vive en el propio comer-
cio o bien pasa gran parte del día en el mismo aparece la componente domiciliaria. Por otra parte, según el rubro del
comercio aparece otra componente que le es característica, p. ej. una verdulería y frutería arroja grandes cantidades
de verduras y frutas no aptos para la venta; los restaurantes, y casas de comida en general, eliminan comidas crudas

BAS5B II - 8 Dic. 2014... 24 VI 2015 San JuanBAS5B II - 8 Dic. 2014... 24 VI 2015 San Juan
2. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
y cocidas; las carnicerías restos de grasa y huesos; los bazares y los que venden regalos papeles y restos de envolto-
rios, etc., etc.
Industrias: dan lugar a la basura industrial. Nuevamente dan lugar a una basura semejante a la domiciliaria, pro-
veniente, por ejemplo, del comedor y las oficinas, y de otra propia de cada establecimiento y dependiente de su acti-
vidad. Ésta última es muy variable en cantidad y calidad, puede llegar a tener volúmenes gigantescos, como los es-
combros en la minería, o las cenizas, escorias y barros resultantes del tratamiento de los gases de escape en las cen-
trales termoeléctricas que queman carbón.
También los escombros originados en obras civiles pueden alcanzar volúmenes muy importantes, [17].
No coincidimos con aquellos autores que incluyen como industria generadora de grandes cantidades de basura a
la agricultura, al considerar como tal a los restos que quedan en el campo luego de la cosecha. Estos restos son muy
útiles, por un lado evitan la erosión del suelo y, por otro, al incorporarse al mismo pasan a formar parte de su com-
ponente orgánico, favoreciendo su fertilidad. Por lo tanto no son basuras sino parte del ciclo agronómico.
En cambio se destaca que sí son residuos de la actividad agrícolo-ganadera, y muchos de ellos muy peligrosos,
los envases de plaguicidas, remedio veterinarios y otros agroquímicos, [17].
Instituciones: tales como escuelas, ministerios, oficinas públicas, etc. dan lugar a basuras con gran contenido de
papeles, que se deben reciclar, restos de materiales de oficina y barreduras, además, si en ellas hay comedores, con o
sin la cocina correspondiente, aparecerán los residuos propios del caso.
Entre las instituciones se destacan aquellas relacionadas con la atención de la salud, como los hospitales, cuyas
basuras se pueden clasificar al menos en cuatro categorías:
1) residuos no patógenos semejantes a los domiciliarios, proveniente de la cocina, de la administración, etc.
2) residuos patógenos, entendiendo por tales de los contaminados con agentes patógenos vivos, p. ej. gasas
proveniente de curaciones, restos de operaciones quirúrgicas, material descartable usado, camas sobre las que se
crían los animales de laboratorio, los cadáveres de estos mismos animales, etc. Observemos que estos residuos
pierden sus propiedades patógenas si son adecuadamente desinfectados, p. ej. si se los somete a altas temperaturas
en un autoclave, si se los incinera o si los irradia.
3) residuos especiales: tóxicos, inflamables, etc. Tales como remedios vencidos, frascos conteniendo drogas
de laboratorio, etc.
4) residuos radioactivos, p. ej. material radioactivo contenido en agujas y otros elementos empleados en el
tratamiento del cáncer, que se eliminan con frecuencia; aparatos conteniendo substancias radioactivas, que se
desechan raramente, al final de su vida útil, etc. P. ej. hace unos años hubo un grave accidente en Brasil por mal
manejo de una bomba de cobalto desechada por un hospital.
Calles, plazas y paseos públicos: originan una basura que les es propia, en ciertas épocas del año se destacan los
restos vegetales, p. ej. en el otoño o cuando se hace la poda de los árboles.
Aunque los comentarios son nuestros a la clasificación por orígenes la obtuvimos principalmente de [2].
Características principales de las basuras.
La cantidad generada diariamente y, en cierta medida su calidad, dependen de:
a. la estación del año: p. ej. en verano aumenta el consumo de frutas como la sandía, de abundante cáscara, en
las fiestas de fin de año se incrementan la botellas vacías, etc.
b. el tamaño y tipo de vivienda: las casas más grandes permiten guardar más cosas y, por lo tanto, tirar menos,
así mismo si se crían animales domésticos, p. ej. gallinas, se les puede dar parte de los alimentos desechados, que, de
otra manera, irían a parar a la basura;
c. los hábitos de consumo de la población: hay grupos humanos que se caracterizan por el consumo innecesa-
rio, cambio frecuente de ropa y otros bienes, etc. Así se tiran absurdamente a la basura artículos eléctricos de uso
doméstico por que han sido reemplazados por otros más nuevos, vestidos por que han pasado de moda o han sido
usados una vez, etc.
d. los hábitos alimenticios de la población: normalmente los habitantes de países que han pasado hambre no
tiran comida. Desgraciadamente en nuestro País se suele considerar de buena educación dejar comida en el plato, tal
vez tratando de reflejar una abundancia no siempre real pero que en poblaciones de inmigrantes se contrapone al
hambre sufrido en el país de origen.
Veamos un ejemplo significativo: aproximadamente en el Gran Buenos Aires habitamos unos 13.000.000 de
habitantes, si, por el "¡qué dirán!", cada uno deja en el plato 1 gramo de comida en cada comida principal resultan
por día 26 toneladas de comida apta para el consumo arrojados inútilmente a la basura. Pensemos que si una persona
come 1 kg de comida por día, 26 toneladas alcanzarían para alimentar a 26.000 personas. Además esa comida fue
preparada con seres vivos a los que les quitamos la vida para alimentarnos nosotros, no para alimentar a los microorga-
nismos que la degradarán en su depósito final.
Entiendo que no debemos olvidar que nuestro Señor Jesucristo nos enseña personalmente esto cuando en el milagro
de la multiplicación de los panes da de comer a unos cinco mil hombres y “después de saciados dijo a sus discípulos:
Recoged los pedazos que han sobrado, para que no se pierdan. Hiciéronlo así, y llenaron doce cestos de los pedazos
que habían sobrado de los cinco panes de cebada, después que todos hubieron comido.” [Por ejemplo de acuerdo con
el Evangelio según San Juan, VI, 12-13. LA SAGRADA BIBLIA. 2ª edición. Ediciones Paulinas, Buenos Aires, 1953.]
Grandes enseñanzas:
1. servirse toda la comida que se va a comer y no más;
2. comer toda la comida que se ha servido,
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 3.
3. recoger los restos que queden en el plato, p. ej. pasando un pancito o uniéndolos a un puré, y comerlos.
e. la situación económica: cuando es floreciente favorece el derroche;
f. las exigencias legales y las tasas: existen países en los que se cobra por cantidad de basura que se desecha
por domicilio, entonces cuanta menos basura se tira menos se paga;
Cantidad de basura generada.
La cantidad de basura urbana se suele expresar en unidades de peso de basura producida por habitante y por uni-
dad de tiempo.
Según mediciones realizadas en nuestra ciudad de Buenos Aires en 1.991 se generaron un promedio de basura no
industrial de 313 kg/(habitante x año), es decir unos 860 gramos por habitante y por día, [3].
En cuanto a la basura hospitalaria, aprox. en 1.990 se ha medido en un hospital privado de nuestro país, con
250 camas y 600 empleados, una producción de 3.750 g/(cama x día), siendo patógenos unos 330 g/(cama x día), [4].
A efectos comparativos podemos agregar que en la República Federal de Alemania en 1.997 se generaron unos 441
kg/habitante , de basura domiciliaria y similar, de la cual se aprovechó un 40% y en 1.999 se generaron unos 431
kg/habitante, de basura domiciliaria y similar, de la cual se aprovechó un 46%, [5]. Al sólo efecto de fijar ideas pode-
mos agregar los siguientes cuadros, referido a Alemania, [5].
Generación de residuos, en miles de toneladas:
Residuos urbanos1 45.593
Materiales procedentes de explotaciones mineras 57.590
Industrias 48.088
Construcciones, caminos y carreteras 229.338
Residuos especiales 2 18.860
Total (Números redondeados) 399.469
Tabla 1. Generación de desechos sólidos en la República Federal de Alemania durante 1.997, [5].
A su vez se puede detallar:
Generación como residuos urbanos, en miles de toneladas:
Residuos domiciliarios e industriales similares recogidos por el sistema público 18.476
Residuos muy voluminosos que se manejan por fuera de la recolección normal de 3.170
basura urbana
Residuos compostificables procedentes de recolección separada 2.935
Otros residuos procedentes de recolección separada (vidrio, papel, plásticos, partes 11.629
de productos electrónicos)
Suma de desechos domiciliarios 36.211
Residuos industriales similares a los domiciliarios pero que no son recogidos por el 5.305
sistema público (sin residuos domiciliarios ni voluminosos)
Residuos de parques y jardines (incluyendo cementerios) 3.216
Barreduras de calles y residuos de mercados 861
Suma de otros residuos urbanos 9.382
Total de residuos urbanos (Números redondeados) 45.593
Tabla 2. Generación de desechos sólidos urbanos y similares en la República Federal de Alemania durante
1.997, [5].
Generación de residuos especiales (1), en miles de toneladas
Con procedimientos de guía para su expedición 10.837
Residuos eliminados dentro de la industria 8.023
Total 18.860
(1) residuos que por su tipo o condiciones son, en cierta medida, dañinos para la salud, el aire o el agua, y requie-
ren una vigilancia especial de las autoridades.
Tabla 3. Generación de residuos especiales en la República Federal de Alemania durante 1.997, [5].
Por su parte en los Estados Unidos de Norte América consideran como residuos sólidos municipales a productos
tales como restos de envoltorios, recortes de pasto, muebles, ropas, botellas, restos de comida, diarios, aparatos y ba-
terías; no se incluyen escombros de construcciones y demoliciones, barros procedentes del tratamiento de líquidos
cloacales ni residuos industriales no peligrosos, su generación, en aquel país, luego de crecer desde unos 1.200
g/hab.día en 1.960 hasta 2.100 g/hab.día en 1.990, se habría estabilizado en unos 2.000 g/hab.día en el 2.000.
Habiendo pasado la recuperación de basura para distintos usos de un 6,4 % en 1.960 á un 30,1 % en el 2.000, [6].
Calidad de basura generada.
La calidad de la basura se puede evaluar de distintas formas:

1Siedlungsabfälle
2residuos especiales que requieren vigilancia
4. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
1) según la cantidad de elementos comercialmente utilizables, también conocidos como componentes físicos
de la basura, es decir su contenido de papel, cartón, plásticos, metales, vidrios, materia orgánica putrescible más o
menos fácilmente como los restos de comida, etc., [2]. Notemos que tanto el papel, el cartón, como los plásticos
están constituidos fundamentalmente por materia orgánica, pero no son putrescibles, a diferencia de los restos de
comida y su materias primas, crudos o cocidos, que sí lo son.
La composición media de la basura en nuestra ciudad de Buenos Aires resultó, según [3], medida en por cien-
to en peso, durante 1.991, materiales plásticos 14,00 %; metales 3,15 %; vidrio 6,00 %; papel y cartón 17,42 %; ma-
teriales de demolición 1,98 %; desechos alimenticios 51,49 %; otros 6,01 %. Es notable como influyen las costum-
bres locales sobre la basura generada, así, p. ej. en la ciudad japonesa de Osaka aparece bambú en la basura, [11];
2) determinando el porcentaje, en peso, de substancias orgánicas e inorgánicas, llegando incluso al análisis
químico más o menos detallado de las mismas, [2];
3) midiendo propiedades físicas tales como
3.1) la densidad aparente, para determinarla se toma una muestra del residuo como tal, de volumen cono-
cido y se pesa, el cociente entre la masa y el volumen será su densidad, observemos que los agujeros que quedan en
el residuo en general están llenos de aire o de líquido, de densidades diferentes a la porción sólida, p. ej. una lata
vacía incluida en la basura reduce apreciablemente la densidad aparente de la misma La densidad aparente de la ba-
sura tal como se la arroja en nuestra ciudad de Buenos Aires resultó ser de 250 kg/m 3, según [3];
3.2) la densidad real, para medirla se puede proceder por vía húmeda o por vía seca; en el primer caso se
toma una muestra de basura de masa conocida y se mide el volumen de la parte sólida de la misma por inmersión en
agua, debe notarse que puede haber errores originados en la disolución de partes de la basura; se puede evitar esto
trabajando en vía seca, reemplazando el uso del agua por el helio, u otro gas, en el método anterior, [7];
3.3) la humedad, debemos notar que normalmente se refiere al peso seco del residuo, para lo cual se lo
lleva a peso constante en estufa a 105 ºC, pero algunos autores la refieren a peso húmedo, para ello procuran evaluar
sólo el exceso de agua con respecto a la de hidratación llevando la muestra a sólo 60 ºC, [7], ó 77 ºC, [9]. Según de-
ducimos, las respectivas expresiones serían:
PBRUTO = Peso de la muestra bruta
PSECO = Peso de la muestra seca, a la temperatura que corresponda (105ºC ó 60ºC ó 77ºC)
CAGUA = Contenido de agua
CAGUA = PBRUTO - PSECO
CAGUA CAGUA
Humedad referida al peso húmedo, o bien Humedad referida al peso seco.
PBRUTO PSECO
3.4) la radiactividad es decir determinar si existen átomos en el residuo que se desintegran espontánea-
mente y en qué cantidad lo hacen;
4) evaluando propiedades relacionadas con la combustión del residuo, entendiendo por combustión la com-
binación del combustible con el oxígeno del aire con tal intensidad que se produzca luz y calor perceptibles por los
sentidos, es decir es una reacción exotérmica realizada con gran intensidad [8], aunque puede existir la llamada
combustión lenta de relativamente poca intensidad y que se prolonga en el tiempo, p. ej. la que se produce en pilas
de carbón o de aserrín almacenados. Entre estas propiedades encontramos:
4.1) la temperatura de inflamación, entendiendo por tal aquella temperatura mínima a la cual se pro-
duce la combustión [8]; en el caso de los líquidos, como desprenden vapores inflamables, se agregan el punto de in-
flamación, que es la temperatura a la cual estos vapores arden con una llama efímera y pasajera cuando se acerca a
ellos una llama, y el punto de ignición que es la temperatura a la que la llama formada por la combustión de los va-
pores sobre el líquido, es duradera y persistente, generalmente es de 20º C á 60ºC superior al anterior, [8].Como
ejemplo agreguemos los valores correspondientes a un combustible usual, como el petróleo, [8]:
Temperatura de inflamación Punto de inflamación
380º C +25 á +43º C
Tabla 4. Temperatura de inflamación y punto de inflamación del petróleo, [8].
4.2) el poder calorífico es la cantidad de calor desprendida en la combustión completa de una cantidad
unitaria de la substancia de que se trate, como durante la combustión se produce vapor de agua podemos distinguir
un poder calorífico superior, que es la suma del calor desprendido por la substancia al quemarse más el calor cedido
por el vapor de agua al condensarse, y un poder calorífico inferior, que no incluye el calor cedido por el vapor de
agua al condensarse y es el que se obtiene en los hornos industriales, en los cuales el agua sale como vapor por la
chimenea, adaptado de[8]. El poder calorífico de la basura arrojada en nuestra ciudad de Buenos Aires en 1.991 ron-
daba en las 1530 Kcal/kg, según [3], no sabemos a qué poder calorífico se refiere, si al inferior o al superior;
5) determinando propiedades que tienen que ver con los efectos del residuo sobre otros materiales:
5.1) su corrosividad, es decir su capacidad de producir corrosión química, que es el "proceso paulatino
que cambia la composición química de un cuerpo metálico por acción de un agente externo, destruyéndolo aunque
manteniendo lo esencial de su forma", [1],
5.2) su tendencia a reaccionar químicamente, mal llamada reactividad, pues no es palabra castellana,
6) midiendo propiedades que intentan describir su acción sobre los seres vivos:
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 5.
6.1) su capacidad de llevar elementos patógenos, es decir de "elementos y medios que originan y desarro-
llan las enfermedades", [1]; pero se suele limitar el significado a la posibilidad de llevar seres vivos que enferman,
como bacterias, virus o protozoarios;
6.2) su toxicidad, es decir su "calidad de tóxico", [1], es decir de veneno, entendiendo por tal "cualquier
substancia que, introducida en el cuerpo o aplicada a él en poca cantidad, le ocasiona la muerte o graves trastornos"
6.3) su capacidad de alterar el código genético celular; según qué células se alteren pueden:
6.3.1) nacer hijos anormales o monstruosos, como la teratología es "el estudio de las anomalías y
monstruosidades del organismo animal o vegetal", [1], se suele llamar con el neologismo teratogeneicidad a dicha
capacidad de los entes;
6.3.2) producirse alteraciones "en la estructura o en el número de los genes o de los cromosomas de un
organismo vivo, que se transmiten a los descendientes por herencia", es decir producirse mutaciones, [1], de allí que
la propiedad de un ente para producir mutaciones se suele designar con el neologismo mutageneicidad.
6.3.3) generarse tumores malignos, es decir cáncer; como carcinógeno, na significa "substancia o
agente que produce cáncer", [1], se ha creado el neologismo carcinogeneicidad para indicar la calidad de producir
cáncer que tiene algo;
7) tratando de evaluar la acción que puede ejercer el residuo sobre el suelo y las aguas, particularmente las
subterráneas; en particular esta evaluación se hace mediante ensayos que procuran disolver en un solvente adecuado,
p. ej. en una disolución acuosa de un ácido, aquellos componentes del residuo que se disolverían en los líquidos con
los que el residuo se encontrará en la naturaleza, para luego determinar cuáles son dichos componentes solubles, en
qué cantidad aparecen y comparar los resultados obtenidos con límites previamente establecidos; como lixiviar es
"tratar una substancia compleja por el disolvente adecuado para obtener la parte soluble de ella", [1], a estos ensayos
se los suele llamar ensayos de lixiviación o de extracción.
El estudio de las diferentes características mencionadas suele tener diferentes objetivos, p. ej.:
I) la densidad de un residuo es importante al pensar en su transporte y posterior disposición.
Así, para una masa dada de residuo, a menor densidad aparente mayor volumen a manejar; a su vez, la relación
entre las densidades aparente y real de un residuo nos indicará si conviene compactarlo o no. Además la densidad
aparente varía con el manejo que se haga de la basura, así según mediciones hechas en nuestra ciudad de Buenos Ai-
res, allá por los años setenta, resultó que la densidad aparente de la basura suelta, es decir en el recipiente hogareño,
era de 250 á 280 kg/m3; en el camión recolector sin compactación varía entre 350 y 450 kg/m 3 según las irregulari-
dades del camino recorrido, menores densidades corresponden a caminos asfaltados y mayores a caminos adoquina-
dos; al acumular la basura en silos se compacta por peso propio y su densidad llega a unos 500 kg/m 3; cuando se
dispone la basura en un relleno sanitario, del que hablaremos más adelante, su densidad puede variar entre 500 hasta
1.000 kg/m3 según el contenido de materia putrescible, muy húmeda y poco compactable, y el método de compacta-
ción usado [2].
II) las propiedades relacionadas con la combustión junto con la humedad a peso seco, son útiles en el momento
de decidir la posibilidad de incinerar los residuos;
III) el contenido de materias putrescibles y la ausencia de productos tóxicos informan sobre la posibilidad de
usar en el agro el producto del tratamiento de los residuos.
Sucesos que tienen lugar en un montón de basura.
Comencemos pensando en un montón grande de basura doméstica, fundamentalmente constituido por materia
orgánica putrescible, como los desechos alimenticios, y poco putrescible como el papel y el cartón hasta no putres-
cible, como los materiales plásticos, a lo que se agrega una proporción menor de metales, vidrio, materiales de de-
molición y otros; tal como vimos al considerar la composición de la basura en nuestra ciudad.
Supondremos que el montón así formado está a la intemperie, por lo que estará expuesto al Sol, la lluvia, el calor
o el frío, según el clima local. Por lo tanto el montón se comportará como un verdadero reactor biológico, [12] y
tendrán lugar sucesos físicos, químicos y biológicos.
Cuando se deposita la basura lleva gases consigo, encerrados entre sus componentes, fundamentalmente aire pe-
ro, eventualmente otros, como vapores de hidrocarburos desprendidos de trapos usados para limpieza, diferentes
productos de la acción biológica sobre la basura, etc. A estos gases los llamaremos gases intersticiales, por su ubica-
ción en los intersticios dejados por los residuos componentes de la basura.
La composición de estos gases intersticiales varía con el tiempo como consecuencia de las reacciones químicas,
los cambios físicos y las transformaciones biológicas que tienen lugar en la basura, así como también por la eventual
liberación de los gases y vapores contenidos en recipientes cerrados que se van deteriorando y perforando con el
tiempo, a lo que se suma la interacción entre gases y sólidos o líquidos, como absorciones, adsorciones, y sus con-
trarios.
Entre los gases y vapores contenidos en recipientes cerrados podemos encontrar hidrocarburos usados como pro-
pelentes en generadores de aerosoles empleados en perfumería, medicina, control de plagas, etc., vapores de subs-
tancias químicas contenidos en frascos desechados por laboratorios de análisis químicos, etc.
La basura arrastra líquidos, principalmente agua y soluciones acuosas de substancias inorgánicas, pero, además,
diferentes compuestos orgánicos disueltos o no en agua, como alcoholes e hidrocarburos líquidos, aceites, etc., p. ej.
provenientes de recipientes que los contuvieron, trapos sucios, restos de comida, etc.
Además de los líquidos propios de la basura se agrega el agua de lluvia que cae sobre la misma, el posible ingre-
6. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
so de aguas superficiales y subterráneas desde los alrededores y los líquidos generados por la acción biológica, pero
el montón de basura puede perder agua, por ejemplo puede evaporarse, a lo que contribuyen el Sol y el viento, eva-
potranspirarse, en el caso de que aparezca una cubierta vegetal, o perderse por el fondo, como agua de escorrentía o
por percolación en el suelo.
Así se forma un líquido en el seno de la basura, que, cuando se supera la capacidad de retener agua de la misma,
descenderá por el montón reaccionando química y biológicamente con los diferentes componentes de la misma, di-
solviendo sus partes solubles, sufriendo absorciones, adsorciones, desorciones, evaporaciones y condensaciones, etc.
Precisamente, ya que "lixiviar" es "tratar una substancia compleja por el disolvente adecuado para obtener la par-
te soluble de ella", [1], se lo suele llamar lixiviado. En la bibliografía alemana se lo llama "agua de infiltración"
("Sickerwasser"), tal vez este nombre es más correcto dado su origen variado y no sólo químico.
Como consecuencia de los procesos que tienen lugar en la basura va cambiando la composición de la basura, de
los gases intersticiales y del lixiviado. En particular los cambios de los dos últimos son buenos indicadores de lo que
va ocurriendo en la basura acumulada y resultan más fáciles de medir, ya que tienen lugar en productos que salen
del montón de basura, lo que facilita la toma de muestras.
Empecemos pensando en los procesos biológicos que tienen lugar en la basura amontonada, ya que por algo de-
bemos comenzar.
1ª etapa: aeróbica;
2ª etapa: anaeróbica, fermentación ácida;
3ª etapa: anaeróbica, fermentación metanógena inestable;
4ª etapa: anaeróbica, fermentación metanógena estable
Para su mejor comprensión los pode-
mos dividir al menos en cuatro etapas:
1ª etapa: aeróbica.
2ª etapa: anaeróbica, fermentación ácida;
3ª etapa: anaeróbica, fermentación me-
tanógena inestable;
4ª etapa: anaeróbica, fermentación me-
tanógena estable;
Tratemos de analizarlas por separado,
siendo la figura 1 una buena guía.
1ª etapa: aeróbica. Cuando se deposita
la basura, junto con ella quedan encerradas
porciones de aire con oxígeno, igualmente Figura 1. Composición de los gases intersticiales durante la descompo-
los líquidos que la mojan suelen contenerlo sición de basura domiciliaria, s/ Farquhar, G. Y., Rovers, F. A. en [13].
disuelto en alguna medida, por lo que al principio los procesos serán fundamentalmente aerobios, degradándose
compuestos fácilmente biodegradables y liberándose principalmente anhídrido carbónico y agua, el lixiviado resulta
poco cargado con contaminantes [12]. En cuanto a la composición de los gases intersticiales en esta etapa, como
muestra la figura 1, se caracteriza fundamentalmente por la desaparición del oxígeno y el enriquecimiento en anhí-
drido carbónico.
2ª etapa: anaeróbica, fermentación ácida. Las bacterias facultativas degradan moléculas orgánicas complejas,
como proteínas, grasas, celulosa, etc. liberando ácidos orgánicos, alcohol, hidrógeno y anhídrido carbónico, [12].
Esta etapa se puede dividir en dos fases:
la primera, llamada de hidrólisis, en la que se produce la hidrólisis de las grandes moléculas de proteínas,
grasas e hidratos de carbono, para producir azúcares, glicerina, aminoácidos y ácidos grasos, que se disuelven en los
líquidos intersticiales, es una etapa muy lenta y a las bacterias que la llevan a cabo se las puede llamar genéricamen-
te bacterias hidrolizantes, [14] y [15];
la segunda, denominada de acidificación, a partir de los desechos de la etapa anterior las bacterias específi-
cas producen ácidos orgánicos, como el acético, el butírico, el fórmico o el propiónico, alcoholes, aldehídos, y gases
como el hidrógeno y el anhídrido carbónico, es una etapa rápida llevada a cabo por un conjunto de bacterias que se
pueden denominar acidógenas, [14] y [15].
Como consecuencia de los productos de esta etapa, principalmente de los ácidos y los alcoholes, y de su rápido in-
cremento la carga contaminante del lixiviado es muy elevada, [12], como podemos ver en la tabla 5.
Parámetro Valor medio Parámetro Valor medio
pH 6,1 Mg 470 mg/l
DBO5 13.000 mg/l Mn 25 mg/l
DQO 22.000 mg/l Zn 5 mg/l
DBO5/DQO 0,58 Sr 7 mg/l
Fe 780 mg/l SO4 500 mg/l
Ca 1.200 mg/l
Tabla 5. Componentes del lixiviado durante la etapa de fermentación ácida. s/ Ehrig en [12].
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 7.
En los gases intersticiales ha desaparecido el oxígeno, se ha reducido notablemente el contenido de nitrógeno y
han aumentado notablemente las concentraciones de hidrógeno y anhídrido carbónico, que alcanzan sus máximos al
final de esta etapa.
3ª etapa: anaeróbica, fermentación metanógena inestable. Esta etapa también comprende dos fases:
una primera donde bacterias específicas generan ácido acético, hidrógeno y anhídrido carbónico a partir de al-
dehídos, de alcoholes y de ácidos orgánicos, como el butírico o el propiónico, a esta fase se la llama acetógena y
acetógenas serán las correspondientes bacterias;
en la segunda fase las bacterias metanógenas producen lentamente metano a partir de ácido acético o rápida-
mente a partir de hidrógeno y anhídrido carbónico, [14] y [15], aunque otros autores, agregan otros substratos alter-
nativos y no preferidos, como el metanol, los formiatos y la metilamina, [16] .
Observemos que los productos de una fase son tomados por microorganismos de fases posteriores como substrato
para sus actividades metabólicas, lo que hace que normalmente cuando se alcance la etapa metanógena todos los proce-
sos se desarrollen simultáneamente, así las bacterias metanógenas requieren substratos generados en etapas anteriores
4ª etapa: anaeróbica, fermentación metanógena estable. Las condiciones han llegado a cierto estado estacio-
nario durante las etapas anteriores y, entonces, tanto la comunidad microbiana como sus productos resultan más o
menos estabilizados, así la composición del biogás desprendido oscila en torno de valores más o menos constantes
de aprox. 55 % de metano y 45 % de bióxido de carbono, en volumen, 12]. Nuevamente, según lo muestra la figura
1. Como muestra la tabla 6, durante esta etapa, que puede durar varios años, la carga contaminante del agua de infiltración
es de aproximadamente un décimo de la que tiene en la etapa anterior[12].
Parámetro Valor medio Parámetro Valor medio
pH 8 Mg 180 mg/l
DBO5 180 mg/l Mn 0,7 mg/l
DQO 3.000 mg/l Zn 0,6 mg/l
DBO5/DQO 0,06 Sr 1 mg/l
Fe 15 mg/l SO4 80 mg/l
Ca 60 mg/l
Tabla 6. Componentes del agua de infiltración durante la etapa de fermentación metánica. s/ Ehrig en [12].
Efectos ambientales de la basura.
Como hemos tratado de esquematizar en la figura 2, el depósito descontrolado de la basura puede dar lugar, entre
otros, a los siguientes efectos ambientales:

Figura 2. Principales efectos ambientales del depósito descontrolado de basura urbana.

1) Contaminación atmosférica por:
1.1) efectos erosivos del viento sobre los montones de basura, con arrastre de partículas;
1.2) generación de gases y vapores a causa de:
1.2.1) la degradación biológica de los residuos orgánicos; la liberación de gases y vapores producidos por
reacciones químicas; la liberación del contenido de recipientes, en particular los sometidos a presión, arrojados a la
basura, etc.;
1.2.2)el fuego y las explosiones originados naturalmente, por autocombustión, o por acción humana vo-
luntaria o involuntaria. Como consecuencia del calor generado y la combustión misma se producen evaporaciones,
sublimaciones, distintos productos de combustión, arrastre de las partículas con los gases que ascienden, etc. No ol-
videmos que generalmente la combustión va a ser incompleta, agravando la calidad de los gases de escape resultantes;
1.3) alteraciones de la transparencia natural de la atmósfera, en particular por los productos de la combustión
de la basura y el arrastre, mencionado recién, de partículas por los gases calientes. La reducción de la visibilidad es
particularmente intensa cuando a lo mencionado se agrega la niebla natural, siendo causa frecuente de lamentables
accidentes viales;
2) Contaminación hídrica debida al ingreso de contaminantes a los cuerpos de agua superficiales y subterráneos
vecinos por:
2.1 escurrimiento superficial,
2.2 infiltración.
8. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
Una vez en el cuerpo de agua los contaminantes podrán:
2.a contaminarlo por materia orgánica o inorgánica, tóxica o no;
2.b ingresar en las cadenas tróficas acuática (2.b.l) o terrestre (2.b.2);
2.c ser ingeridos directamente con el agua de bebida(2.c.l), o
indirectamente, a través de la cadena trófica(2.c.2);
3)Contaminación del suelo al incorporarle substancias tóxicas, carcinógenas, alterar sus propiedades físicas, etc.
4) Generación de un ambiente propicio para la proliferación de roedores, insectos, aves, etc. que pueden ser vec-
tores de enfermedades, también se suelen criar cerdos con fines comerciales pero que, también, pueden ser transmi-
sores de graves enfermedades, muchas de ellas contraídas al ingerir, los animales, basura contaminada.
Además de las consecuencias ambientales repasadas, todo lo anterior trae aparejadas en forma directa para el hombre:
5) consecuencias sanitarias, ya que los seres humanos, sobre todos los que viven encima de la basura o en las
inmediaciones de su depósito descontrolado pueden ingerir restos extraídos de la misma, algunos lo hacen como
medio casi normal de alimentación, o, también, resultar quemados por incendios o explosiones, o heridos por restos
cortantes o punzantes. Pero aún pobladores alejados pueden inhalar gases, vapores y partículas nocivos para la sa-
lud, beber aguas o ingerir alimentos contaminados, incluso comer animales criados en basurales, quedar expuestos a
roedores o insectos que actúen como vectores de enfermedades, etc.
6) consecuencias sociales y económicas, la aparición de cirujas , también llamados urgadores o pepenadores en
otros países de nuestra América, que viven del material que recogen para su recuperación; son personas que pueden
llegar a esa situación por razones personalísimas y totalmente ajenas a su voluntad o bien por gusto o idiosincrasia,
suelen proveer de materias primas baratas a industrias de dudosa moralidad. En torno a los basurales suelen aparecer
conglomerados de viviendas muy precarias, muchas de ellas en terrenos fiscales o de terceros diferentes a sus ocu-
pantes, que dan abrigo a gente honrada y muy modesta entre la que, para su desgracia, se suelen cobijar sujetos de
mala vida, fugados de la justicia, etc. con los que se aumenta la sordidez del medio y se complican los problemas.
Resultando así que lo que podemos llamar la contaminación social, o sea el deterioro de un ambiente social bueno
por infiltración de malvivientes, sea tanto o más grave que la contaminación del medio natural.
Todo esto se refleja en lo económico: 1) depreciación de los terrenos, 2) aumentos de gastos en salud pública al
deteriorarse la salud de los habitantes, 3) incremento en los gastos en seguridad: policía, bomberos, etc.
Algunas soluciones a los efectos ambientales indeseables de la basura.
Como acabamos de ver el depósito descontrolado de la basura puede dar lugar a numerosos efectos ambientales
y sociales indeseables. Para una adecuada disposición final de la misma se debe:
l. seleccionar adecuadamente el predio en el que se la alojará, teniendo en cuenta, entre otras variables:
1.1. factores hidrológicos: superficiales y subterráneos;
1.2 factores topográficos;
1.3. factores meteorológicos: lluvias, vientos, etc.;
1.4. características del propio suelo, p. ej. : permeabilidad, perfil;
1.5. ubicación: distancias, caminos;
1.6. usos del suelo: actuales, futuros;
1.7. propietarios del terreno: terrenos fiscales, nacionales, provinciales o municipales, terrenos de particulares;
1.8. tamaño útil del terreno;
1.9. paisaje del entorno (bosques, etc.), [según el alumno Sr. Otero Souto, Cuatrimestre. 1º, l.997];
1.10. características especiales: "reserva ecológica", valor arqueológico, etc.
2. rodear el predio con un alambrado adecuado y personal de vigilancia capacitado para evitar el ingreso de in-
trusos, así como la entrada clandestina de basura;
3. controlar la calidad y la cantidad de la basura antes de su ingreso al predio, para hacer cumplir estrictamente
los límites admisibles y para cobrar las tasas correspondientes;
4. asegurar la impermeabilidad del suelo sobre el que se hará el depósito, ya sea porque el suelo reúna por sí, natu-
ralmente, las condiciones suficientes, ya sea cubriéndolo con una o más capas impermeables adecuadamente realizadas;
5. proveer los sistemas de avenamiento que aseguren la evacuación correcta del agua de infiltración, su captación
y posterior tratamiento;
6. colocar y compactar la basura, contando con el equipo adecuado, según la magnitud de la obra,
7. cubrir diariamente la basura con una capa de suelo seleccionado de unos 15 á 20 cm de espesor, para evitar el
ingreso de roedores y de insectos, con sus consiguientes escapes, si la basura ha de quedar expuesta más de unos 4
días esa capa será de unos 60 cm, en cambio si el ingreso de basura es continuo, se pueden evitar estas capas inter-
medias de suelo seleccionado.
En la tabla 7 incluimos un resumen de la aptitud de diferentes suelos con vistas a su uso como material de cu-
bierta en rellenos sanitarios;
8. completar la obra con una cubierta superior de unos 60 cm de suelo seleccionado, para evitar el acceso de ali-
mañas; esta cubierta deberá tener una forma conveniente para permitir el escurrimiento superficial del agua de lluvia
y evitar, en lo posible, su ingreso al cuerpo del relleno;
9. dejar chimeneas u otro sistema adecuado de evacuación de gases, incluyendo la recuperación o bien la incine-
ración de los mismos, dado su contenido de metano y otros componentes;
10. controlar la calidad de los cuerpos de aguas superficiales y subterráneos de la zona;
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 9.
11 controlar el adecuado funcionamiento de los sistemas de tratamiento de gases, captación y tratamiento de
líquidos, continuidad de la cubierta al asentarse el relleno, etc.
Función: Grava Grava arcillo limosa Arena Arena arcillo limosa Limo Arcilla
Evitar que los roedores caven madrigueras B RaB B M M M
Evitar que emerjan las moscas M R M B B El
Minimizar la entrada de humedad M RaB M BaE BaE El
l
Minimizar la salida de los gases M RaB M BaE BaE E
Soportar vegetación M B MaR E BaE RaB
E : excelente. B : buena. R : regular. M : mala.
l: excepto cuando se agrieta la cubierta.

Tabla 7. Aptitud de diferentes tipos de suelos para usarlos como material de cubierta en rellenamientos,[9].
En la figura 4 hemos tratado de representar lo dicho.

Figura 4. Algunas medidas para una adecuada disposición final de la basura.

Relleno sanitario.
Así se llega a la idea del "relleno sanitario" como obra de Ingeniería cuyo objetivo es la disposición final de la ba-
sura de manera que no se contamine el medio ambiente ni se afecte la salud ni la seguridad del personal que la opera.
Es una obra de Ingeniería pues se debe planificar, proyectar, calcular, operar, cerrar y, además, controlar en todas
sus etapas, conforme a las reglas del arte y disposiciones reglamentarias vigentes.
Manejo de residuos urbanos: consideraciones generales.
De lo dicho antes surge la necesidad del estudio detenido del problema de los residuos sólidos.
En forma general, para resolver un problema de manejo de residuos sólidos debería considerarse:
1º) No producir el residuo, si es necesario no se debería fabricar el producto principal. Antes de decidir elaborar
un producto nuevo, y ante los residuos que genera, hay que preguntarse ¿realmente vale la pena producido?
Al respecto no se debe olvidar que el fin primordial de una empresa es dar un servicio o producir un bien útil a la
sociedad, no ganar dinero; que deba ganar algo para poder subsistir es lógico, pero no es ese su fin primordial. Una
empresa sólo justifica su existencia por el bien que hace al prójimo, no por las ganancias económicas que trae. Al fin
y al cabo una empresa industrial o comercial es el resultado de una actividad humana y, como tal, su finalidad última
debe ser la salvación del alma del hombre y ésta no pasa, precisamente, por el dinero. Éste puede servir para lograr
aquélla sólo en la medida que permita lograr el bien común.
2°) Si hay que producir el residuo, se procurará que su cantidad sea la mínima posible.
3°) A ese mínimo se lo debe reciclar en el propio proceso productivo o reusar en otra cosa. Sea, por ejemplo, una
fábrica de botellas de material plástico, si sale mal alguna puede reciclar el plástico a la máquina productora de bote-
llas y volver a usarlo inmediatamente. Entiendo que las botellas así fabricadas pierden algo de su calidad, pero suele
ser el mejor uso que se le puede dar al material.
En cambio otra empresa puede comprar desechos plásticos de distintos orígenes para fabricar macetas descarta-
bles, resultando un plástico mezclado de baja calidad; así pueden llegar a ella las botellas fabricadas en la fábrica an-
terior, pero al final de su vida útil como botellas, para ser reusado el plástico que las compone.
4°) Los desechos que han superado las etapas anteriores, es decir que han sido producidos, en cantidades míni-
mas y, en lo posible, reciclados o reusados al máximo, serán considerados los residuos de la empresa que habrá que
tratar y / o disponer.
Generalmente el tratamiento tiene por objeto transformar el residuo de manera de lograr que no sea contaminan-
te, o bien cambiar su composición química, su estado físico, reducir su masa o su volumen para permitir y / o facili-
tar su disposición final.
Normalmente la selección de un proceso de reutilización, reciclado o tratamiento será una función, al menos, de:
las exigencias legales, la cantidad y la calidad del desecho, del mercado para el mismo y / o los productos de su
transformación. A su vez, al estudiar dicho mercado se deberán considerar variables tales como la relación temporal
y espacial entre oferta y demanda, p. ej. distancias a cubrir, estacionalidad o no de la oferta o la demanda, etc.
Manejo de residuos urbanos: sus etapas principales de [2] pero ampliado y actualizado.
Etapas en el manejo de la basura urbana:
1) el almacenamiento en el domicilio y del barrido de calles corresponde al origen de la basura,
10. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
2) la recolección es el acto de levantar, en general manualmente, la basura y cargarla en un vehículo adecuado,
normalente pequeño y adecuado especialmente a la circulación urbana,
3) cuando se recoge la basura del último recipiente comienza su transporte a una de la siguientes etapas 4 ó 5,
4) el depósito final de los residuos de manera adecuada en un sitio de disposición final o
5) el tratamiento de la basura, buscando recuperar algo de ella y optimizar su disposición final. Los restos úti-
les del tratamiento de las basuras se recuperan, los inútiles se envían a su disposición final, es decir a la eta-
pa anterior.
Si entre las etapas 3 y 4 ó 5 la distancia es
grande y no resulta económico el transporte de la
basura con los vehículos empleados en la reco-
lección se la puede transferir a vehículos de gran
capacidad, sea grandes camiones, sea vagones de
ferrocarril, esta operación se hace en estaciones
de transferencia.
Es lo que tratamos de resumir en la figura 3.
El almacenamiento tiene por objeto tener un
lugar especial para la acumulación de la basura
hasta su recolección. Ese almacenamiento va
asociado al recipiente en el que se realiza y que
suele ser el mismo de la recolección. La respon-
sabilidad de esta etapa es del generador; las mu-
nicipalidades fijan normas para los casos de lu-
gares especiales de almacenamiento en edificios
multifamiliares, grandes comercios, etc. para los
recipientes de recolección exterior, es decir los
que recoge el servicio de limpieza urbana, pero
no los que se tienen en el interior de los domici-
lios; se trata así de normalizar los lugares de uso
común y todo aquello que pueda la salud e
higiene públicas.
P. ej. se fijan el tipo, forma, materiales de los
recipientes de recolección, que deberán ser resis-
tentes a los agentes usados en su limpieza y des-
infección, de formas redondeadas, con tapa
hermética, etc., o bien si son de uso único, como
las bolsas, deberán ser plásticas, opacas para evi-
tar el cirujeo, de cierre hermético y de peso de-
terminado, p. ej. 30 kg para facilitar su manipu-
leo por el personal de recolección.
Las municipalidades suelen determinar el ti-
po de basura que van a recolectar y los momen- Figura 3. Etapas en el manejo de la basura urbana.
tos para hacerlo, p.ej. algunas fijan que el generador entregue su basura separada según la calidad de la misma, p. ej.
plásticos , papeles y cartones, materias fácilmente putrescibles, mal llamadas “orgánicas” como si las recién men-
cionadas no lo fueran, vidrio, metales, etc., fijando diferentes frecuencias de recolección para cada una de ellas, p.
ej. las putrescibles se retiran diariamente pero los productos electrodomésticos sólo algunas veces por año.
Otras se limitan a prohibir escombros o tierra en las bolsas, pues las harían muy pesadas, aún a las de poco vo-
lumen, con lo cual podría engañarse el personal de recolección y resultar accidentado; o fijan la necesidad de reco-
lección separada días determinados para ciertas basuras muy voluminosas, como restos de podas, escombros, etc., o
bien disponen contenedores especiales en ubicaciones determinadas para recibirlos, otras retiran a estos desperdicios
especiales previo llamado· telefónico, etc.
Existen tratamientos especiales, llamados en el sitio (in situ) que se hacen durante la etapa del almacenamiento
con el fin de reducir el peso o el volumen de la basura y facilitar su manejo posterior.
Puede ser:
1-incineración domiciliaria, en teoría se puede lograr entre un 80 y un 90%de reducción de volumen, pero nor-
malmente eso no ocurre, mucho material es arrastrado por la chimenea, incluso como trozos de tamaño consi-
derable, p. ej. restos sin quemar de papeles, y la incineración del remanente es sólo parcial, p.ej. se reduce un
30 del volumen, resultando una masa informe de basura húmeda y caliente, o sea tiene bajo rendimiento y pro-
duce muchísima contaminación atmosférica, por lo que se la prohibió en nuestra Buenos Aires durante el Go-
bierno de ese gran Intendente que fue el Sr. Brigadier Cacciatore, vaya nuestro humilde homenaje; además de-
be sumarse el consumo de combustible que hay que agregar para lograr la combustión.
2-compactación mecánica con prensado ó extrusión de la basura, el materia sale ya embolsado y compactado en
una relación ci6n 2 á 1 ó 3 á 1, según el tipo de basura; son equipos relativamente caros, y su instalación fue
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 11.
exigida en su momento por la Municipalidad de Buenos Aires, cuando se prohibieron los incineradores, pero
después fue luego dejada de lado porque no satisfizo las esperanzas puestas en ella,
3-molienda: en ella se muele la parte putrescible de la basura, que se vierte en la red cloacal, requiere empleo de
energía eléctrica para el molino que se instala en el sumidero de la pileta de la cocina, consume de 16 á 25 li-
tros de agua por kilogramo de basura molida, implica una carga orgánica en el desagüe, con el consecuente
aumento de D.B.O. del 1 ó 2%·b, y de un 25% de los sólidos suspendidos, por lo que se pueden producir obs-
trucciones en los caños de desagüe. Además, son equipos ruidosos y peligrosos, pues si se traban, p. ej. por la
caída de un cuchillo junto con la basura a moler, pueden volver arrancar súbitamente al quitar el cuchillo, con
peligro evidente para las manos, según el relato de un Sr. Alumno, del que lamentablemente no conservamos
el nombre, que los había usado en Estados Unidos de Norte América siendo niño. Su uso entre nosotros estaba
regulado por esa gran empresa que supo ser Obras Sanitarias de la Nación.
La recolección consiste en el retiro de los residuos almacenados, es de incumbencia netamente municipal. Se
hace casa por casa o bien en lugares determinados de acumulación, según el tipo de ciudad.
Tradicionalmente en nuestra ciudad la basura domiciliaria se recogía casa por casa, en cambio la resultante del
barrido manual de veredas y calles es acumulada por los barrenderos en puntos de acumulación, de donde luego se
los recogía.
Se pueden usar contenedores fijos en puntos de acumulación en el caso de grandes barrios con difícil acceso en-
tre las viviendas, como villas miseria, o barrios rodeados de zonas verdes. A los puntos de acumulación se los llama
estación de transferencia o transbordo.-
Estos puntos de acumulación colocados en el ambiente urbano suelen ser muy negativos, normalmente se trans-
forman en pequeños basurales, muy mal olientes en verano, una calamidad para el dueño de la casa frente a la que se
los coloca, peor cuando se trata de una escuela, como el caso de la de la calle Perú entre Carlos Calvo y Estados
Unidos de nuestra querida y maltratada Buenos Aires, muy aptos para el cirujeo, hoy rebautizado como “reciclado
urbano” o algo así. Entendemos que su adopción en nuestra ciudad es un franco retroceso en el manejo de la basura
y en la limpieza urbana, que no ha der ser difícil detectar a través de las estadísticas de los hospitales.
El sistema de recolección a usar depende de distintos factores:
1. tipo de basura,
2. clima.
3. densidad de población,
4. consideraciones de tránsito o circulación,
5. lugares en donde van a estar almacenados los residuos o sea de donde se deben retirar,
6. tipo de población, rural o urbana,
7. características topográficas,
Estos factores definen:
a. la diagramación del servicio, es decir los recorridos de los vehículos,
b. frecuencia con la que se hace la recolección,
c. cantidad de personal a ocupar y sus tares (conductor de vehículos, recolector, etc.),
d. tipo y cantidad de equipo a usar.
El tipo de basura junto con el clima puede determinar la frecuencia de recolección, p. ej. basura muy putrescible
junto climas cálidos exigen menores tiempos de almacenamiento, para evitar que se pudra y, entonces una mayor
frecuencia de recolección.
La población puede estar agrupada o dispersa, planificada en damero, con o sin avenidas, en forma irregular o circular.
Poblaciones dispersas, p.ej. en zonas suburbanas, pueden obligar a usar puntos de acumulación de basura para
lograr completar la carga del vehículo de recolección en tiempo y forma, a su vez poblaciones muy densas obligarán
a aumentar el número de camiones y viajes, porque se llenarán rápidamente en pocas cuadras, pensemos en ciertos
barrios de nuestras ciudades con gran cantidad de edificios de departamentos de muchos pisos y con gran número de
viviendas por piso.
La circulación en calles de una o dos manos implica la necesidad de uno o dos viajes para cubrir ambas aceras,
problemas similares aparecen cuando hay plazoletas dividiendo las avenidas por el medio, las calles que tienen una
vereda sola, por compartir la otra acera con el ferrocarril, un río, etc.; las avenidas muy anchas y de mucho tránsito,
aunque tengan una sola mano, obligan a hacer dos viajes, uno por cada acera; las cortadas o pasajes sin salida obli-
gan a acumular la basura a su entrada; las llamadas “calles peatonales” donde no se permite el tránsito de vehículos
obligan a una solución parecida o usar vehículos especiales muy pequeños y lentos en horarios especiales con esca-
sos viandantes.
En cuanto al lugar de donde se van a retirar los residuos, entre nosotros es la acera, en otros países directamente
se sacan de los domicilios, que disponen de un cuartito al efecto.
Al diagramar y / o planificar la recolección de basuras no deben olvidarse los aspectos sociales, sanitarios y
económicos.
Entre los aspectos sociales encontramos las costumbres locales, disponibilidad de servicio doméstico y de encarga-
dos de edificios que tienen a cargo parte de las tareas de “sacar la basura a la calle”; horarios de trabajo, edad y estado
físico de la población que pueden estorbar o impedir tal operación por parte de los generadores domiciliarios, etc.
Los problemas económicos generales mal manejados, junto a un sistema deficiente de recolección, dieron lugar a
la aparición de los así llamados “recicladores urbanos”, en realidad cirujas, en su mayoría gente de condición muy
12. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
humilde que es explotada por grupos que compran a precio vil lo recogido por ellos en condiciones infrahumanas.
Esa misma tarea podría hacerse en lugares al efecto, por las mismas personas, pero en buenas condiciones de higie-
ne y seguridad del trabajo, con todas las coberturas previsionales, médicas y sociales que corresponda, pero eso en-
carecería su mercadería y es lo que no quieren aceptar sus explotadores. En su momento, durante el gobierno muni-
cipal del ya mencionado Sr. Brigadier Cacciatore, cuando se encaró el problema de la basura urbana se prohibió la
recuperación de residuos sólidos urbanos buscando, precisamente, que desaparecieran los que lucraban con la ex-
plotación de los cirujas, lamentablemente eso no se logró y reaparecieron en cuanto se ablandaron los controles y se
toleró el cirujeo dentro de la ciudad.
Entre las cuestiones sanitarias no debemos olvidar que la acumulación de basura o de los restos de la misma que
permanecen en las calles cuando ha sido mal recogida, además de los malos olores, suelen dar lugar a la prolifera-
ción de roedores, insectos, perros vagabundos, etc. que actúan como vectores de enfermedades.
Como los ciudadanos son quienes deben hacerse cargo de los gastos originados en el manejo de la basura, éstos
serán manejados con el mayor cuidado y control, pero no olvidando los ya mencionados aspectos sociales y sanitarios.
A los efectos de evaluar un servicio de recolección se habla de un tiempo de recolección, de búsqueda y descarga
de la basura en el camión, con velocidades de 1 á 8 km/h, un tiempo de transporte del camión con carga completa,
con velocidades entre 20 y 50 km/h, un tiempo de descarga en el destino, que depende del tipo de camión y el tiem-
po de vueltas al recorrido, para iniciar una nueva etapa de recolección o al garage, [2].
La eficiencia de recolección se mide de distintas formas, p. ej. el tiempo que tarda un hombre en recoger una to-
nelada de basura, o sea minutos-hombre/tonelada, cuanto mayor sea ese valor menor será la eficacia del servicio, o
sea se tarda más para recoger una tonelada de basura. p. ej. se considera alta eficiencia 80 minutos-hombre/tonelada
y baja 300 minutos-hombre/tonelada, en nuestra ciudad se han medido en los años de la década de 1.970, al hacer
todo el estudio del manejo de basura urbana, de 100 á 150 minutos-hombre/tonelada, [2].
Para disminuir el tiempo de recolección: 1- se recurre a puntos de acumulación de la basura inmediatamente an-
tes de su carga al camión, tarea a cargo del mismo personal de la cuadrilla que opera el vehículo, 2- se diseña el re-
corrido evitando recorridos muertos, p. ej. cuadras por donde se pasa más de una vez, etc. pero no debe olvidarse
que se debe recoger toda la basura, es decir recorrer todas las cuadras del circuito, 3- se cambian los equipos y mo-
dos de trabajo, etc.
Como los equipos con los que se hace la recolección deben ser relativamente ágiles para maniobrar y desplazarse
en la ciudad, suelen tener una capacidad de carga relativamente reducida, y hacerlos transportar la basura hasta la
etapa siguiente de tratamiento o de disposición final puede resultar antieconómico si la distancia a recorrer es gran-
de, entonces puede ser conveniente transferir la carga a vehículos de mayor capacidad, aparecen así las estaciones de
transferencia.
En la figura 4 se muestra cómo determinar la longitud Leq. del recorrido redondo, es decir de ida y vuelta, que
podemos llamar de equilibrio, para el cual los costos por tonelada de basura transportada son iguales haya o no esta-
ción de transferencia. Para distancias mayores convendrá la estación de transferencia y cambiar la carga a grandes
vehículos, para más cortas no será conveniente y el mismo vehículo de recolección hará el transporte hasta el desti-
no final de la basura. Para el trazado de las rectas habrá que considerar, en cada caso particular, el costo de propie-
dad, construcción, operación y mantenimiento de la estación de transferencia, en pesos por tonelada de basura trans-
ferida; la capacidad de carga de los vehículos, sea el de recolección o el de transporte, en toneladas; el costo prome-
dio de transporte, en $/km, adaptado de [Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América.
Waste Transfer Stations: a Manual for Decision-Making. EPA 530-R-02-002. Junio de 2.002].

Figura 4. Determinación del punto de corte para los costos de transporte de basura con o sin estación de
transferencia de carga.
Según [Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América. Decision-Maker’s Guide to
Solid Waste Management. Second Edition. EPA 530-R-95-023 Agosto de 1.995] los beneficios de disponer de una
estación de transferencia son:
1) menores costos de recolección,
2) reducción de las necesidades de mantenimiento de los vehículos de recolección y su consumo de combusti-
bles y lubricantes,
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 13.
3) mayor facilidad para ubicar los puntos de recepción de la basura recogida, sean las plantas de tratamiento,
sean los sitios para su disposición final,
4) la posibilidad de separar y recuperar materiales reciclables de la basura,
5) la posibilidad de compactar o triturar la basura antes de su disposición
y las desventajas son:
1) la dificultad para su ubicación y obtención de los permisos correspondientes, en particular en zonas urbanas,
2) los costos de construcción y operación de la estación pueden ser muy grandes para poblaciones pequeñas y /
o cercanas al destino final de la basura.
Consideremos ahora el tratamiento de la basura urbana.
Recordemos que en el capítulo sobre los pasos previos al diseño y cálculo de una planta para el tratamiento de
efluentes líquidos dijimos que por tratamiento de un residuo entendemos su transformación tendiente a reducir su
tamaño, su forma, su cantidad, su estado físico, su composición química o sus cualidades biológicas, para facilitar,
incluso permitir, su disposición final.
En cambio entenderemos por disposición final de un residuo su colocación más o menos definitiva en el medio
ambiente. Para que una disposición final pueda ser aceptable no debe ser contaminante para el ambiente, ni afectar
la salud e higiene de los operadores que la tengan que realizar.
Resulta así que la forma fundamental de disposición final de los residuos sólidos es el relleno sanitario, que,
como ya explicamos
Como métodos de tratamiento de la basura urbana consideraremos dos: la fabricación de mantillo o compost y la
incineración.
Fabricación de compost, de [2] actualizado.
Como productos de la fabricación del mantillo o compost a partir de basura urbana resultan:
1) un material orgánico biológicamente estabilizado, llamado compost, de características similares al
humus,
2) materiales no aprovechables (p.ej. piedras, arena, trozos de polietileno, maderas o y papeles no transfor-
mados) y
3) aprovechables (p.ej. metales y vidrio).
Durante la transformación de la fracción biodegradable de la basura la materia orgánica sufre una serie de cam-
bios: primero los carbohidratos y sacáridos de bajo peso molecular son metabolizados por bacterias a un pH=5 y
t=35°C, en una segunda etapa son metabolizadas las proteínas y compuestos nitrogenados, a PH = 8 ó 9 y t=65 á
70°0, apareciendo amoníaco que se libera o no, según que la clase de microorganismos presentes lo empleen o no
para su propia estructura celular, en una tercera etapa baja nuevamente el pH, la t= 45°C y el amoníaco se oxida a
nitritos y nitratos.
El producto resultante tiene características semejantes al humus pero no es un fertilizante por su bajo conteni-
do de nutrientes, en particular potasio, pero es un excelente mejorador de suelos, incrementando la capacidad de
los mismos para retener humedad, mejora la aeración del suelo, impide el anegamiento, fomenta el crecimiento
de las plantas, provee substancias orgánicas al suelo y a las planta, procura espacio vital para los organismos úti-
les del suelo.
Se lo emplea en horticultura, jardinería, floricultura, plantaciones de vid y frutales, para recuperar suelos, etc.
Para llevar ·adelante el proceso biológico se debe mantener la relación carbono/nitrógeno en un óptimo de 30 á
35, por ejemplo agregando material leñoso (v. gr. paja) si falta carbono, o barros o desagües cloacales si falta nitró-
geno; la humedad debe ser del 60 al65 %y puede ser necesario, en climas secos, como el de Mendoza o San Juan,
agregar agua; la transformación es aeróbica, para evitar olores en el proceso y en el compost resultante, y por lo tan-
to debe proveerse oxígeno, normalmente del aire, por simple volteo de las pilas de asura o por inyección mecánica.
Normalmente se exige que el compost sea homogéneo en tamaño y composición, lo que hace necesario separar
los materiales que no sufrirán transformaciones biológicas, y triturar a los que sí las sufrirán. Entonces resultan ne-
cesarios dos operaciones y un proceso: una trituración, una separación y una transformación biológica; el orden en
que se hagan y las máquinas y equipos empleados son función de las patentes comerciales de que se trate.
El éxito o fracaso de una planta de este tipo es función, fundamentalmente de los ·costos, en particular de trans-
porte del compost desde la planta al lugar de uso; en determinadas circunstancias las autoridades comunales pueden
subvencionarlo teniendo en cuenta lo que cuestan otros tratamientos equiparables de la basura. Tiene como impor-
tante ventaja la de volver materia al ciclo biológico, lo que no ocurre, p.ej., con la incineración, amén de su ayuda
para la agricultura y de no ser contaminante para el medio ambiente.-
Las razones por las que conviene fabricar el compost son[modificado a partir de Mayer, Andreas. Die Moderne
Kompostierung. Willibald GmbH Maschinen Fabrik.Wald-Sentenhart, ca. 1992. ]:
desde el punto de vista del ambiente
1) la materia orgánica se retorna al ciclo biológico,
2) es un proceso de reciclado natural,
3) al reducir la cantidad de basura a disponer se reducen los espacios necesarios al efecto,
4) se reducen las emisiones gaseosas de los rellenos sanitarios, especialmente de gases tales como el anhídrido
carbónico y el metano,
14. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
5) si se piensa incinerar los residuos, al reducir su cantidad por la fabricación de compost con parte de ellos se
reducen las cargas ambientales originadas en la combustión, principalmente las emisiones a la atmósfera, p.
ej. de anhídrido carbónico,
6) al retener nitrógeno en los compuestos orgánicos, el compost disminuye el riesgo de lavado de los suelos y
de contaminación de las aguas subterráneas,
7) es un excelente mejorador de suelos y fuente de nutrientes para las plantas,
8) en los países en los que se emplea turba el compost puede reemplazarla y conservarse los pantanos que la
producen,
desde el punto de vista económico:
1) ayuda a la reducción de la cantidad de basura a disponer y, consecuentemente, ahorrar en los gastos de un
relleno sanitario,
2) los terrenos para rellenos sanitarios durarán más tiempo,
3) frecuentemente hay un único relleno sanitarios para varias poblaciones más o menos alejadas del mismo pe-
ro se pueden construir y operar varias fábricas de mantillo decentralizadas, con lo que se ahorran gastos de
transporte de la basura,
4) el compost resultante del proceso se puede vender,
5) el compost es un mejorador de suelos y fuente de nutrientes para las plantas económicamente ventajoso.
Utilización del compost en fruticultura: para corrección del suelo antes de la plantación permite recuperar mate-
ria orgánica y fortalece los nutrientes menos móviles, como fósforo y potasio, aplicándose en superficie dosis de 50
a 100 toneladas por hectárea, que luego se incorporan con disco, en el otro extremo se lo puede aplicar en el hoyo de
plantación, a razón de 5 hasta 20 toneladas por hectárea según la cantidad de ejemplares por hectárea, para mejorar
el arraigue y las condiciones edáficas y de la rizosfera, [Mirabelli, Emilio. El Compostaje proyectado a la Lombri-
cultura. Ed. Hemisferio Sur. Buenos Aires, 2.008].
La incineración consiste en quemar la basura y así convertir a la materia orgánica fundamentalmente en anhídri-
do carbónico y agua. Pero resultan otros gases, vapores y partículas que contaminan la atmósfera y cenizas y esco-
rias a disponer en el suelo.
Se pueden lograr reducciones de la cantidad de basura del orden del 90%, y así: 1) reducir los gastos de transpor-
te a los sitios de disposición final de la basura; 2) el transporte de la basura desde la recolección a las plantas incine-
radoras se puede hacer en los mismos vehículos recolectores ya que dichas plantas se pueden ubicar próximas a las
ciudades, incluso a sus afueras; 3) achicar los terreno necesarios para los sitios de disposición final.
Las grandes desventajas de la incineración son: 1) dependiendo del poder calorífico inferior de la basura se de-
berá agregar combustible, lo que complica y encarece el proceso; 2) aunque se puede y se debe recuperar energía no
suele ser suficiente para compensar los grandes gastos que implica este sistema, 3) los cambios en la composición de
la basura urbana tienden a incrementar su poder calorífico, aumentar la temperatura en los hornos y complicar mu-
cho el diseño y operación de los mismos, 4) la basura tiene gran capacidad abrasiva, lo que obliga a tener siempre
aproximadamente un tercio de los hornos en reparación, por ende fuera de servicio, [Ing. Levi]; 4) los productos de
la combustión, gases, vapores y partículas son sumamente contaminantes y, en general, constituyen un gas de escape
de tratamiento difícil y caro; p. ej. se pueden remover los gases ácidos por absorción en medio básico, los óxidos de
nitrógeno mediante reducción con amoníaco o urea, las partículas mediante filtros de mangas, con inyección previa
de carbón activado para retener dioxinas, furanos y mercurio; luego hay que disponer los residuos de estos trata-
miento, en general considerados como residuos peligrosos; 5) todo esto implica que son plantas muy complejas y ca-
ras, por su gran costo de inversión, operación y mantenimiento.
Por lo tanto la incineración se emplea en gran escala sólo en aquellos países o lugares donde no hay otra alterna-
tiva de tratamiento y los terrenos para relleno sanitarios son escasos y caros, p. ej. en Japón y países europeos.
Bibliografía
[1] Diccionario de la lengua española. Real Academia Española. XX edición. Espasa Calpe, Madrid, 1.984.
[2] Alegre, Marta. Apuntes de clases sobre residuos sólidos, tomados por Juan Manuel Sánchez. Cursos de postgra-
do en Ingeniería Sanitaria y en Higiene y Seguridad en el Trabajo. Facultad de Ingeniería de la Universidad de Bue-
nos Aires. 1.980 y 1.981.
[3] De Luca, Marcela. Programa de reciclado de plásticos de la ciudad de Buenos Aires. I Congreso Argentino de
Seguridad, Salud y Medio Ambiente. Buenos Aires, 1.993.
[4] Gómez, Carlos. Basura hospitalaria. I Congreso Argentino de Seguridad, Salud y Medio Ambiente. Buenos
Aires, 1.993.
[5] Umwelt Bundes Amt. Umweltdaten Deutschland 2002. Berlin, 2.002.
[6] Environmental Protection Agency. Municipal Solid Waste in the United States: 2000 Facts and Figures.
EPA530-R-02-001. EE. UU. de Norte América. Junio 2.002.
[7] Stegemann, J A.; Côté, P. L. Programme conjoint d'étude de méthodes d'essai pour l'évaluation des déchets so-
lidifiés. Environnement Canada, informe SPE 3/HN8, Ottawa, 1.99
[8] Mariño S.l, Padre Rafael. Producción y transmisión Industrial del calor. Editorial S. A E. T. A Madrid, 1.941.
[9] Sincero, Arcadio P., Sincero, Gregoria A. Environmental Engineering, A Design Approach. Prentice Hall, Nueva
Jersey, 1.996.
[10] Henry, J. Glynn; Heinke, Gary W. Environmental Science and Enginering. 28Ed. Prentice Hall, Nueva Jersey,
1.996.
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 15.
[11] Plastic Waste Management Institute. Plastics wastes. Disposal and Recycling, Past, Present and Future in Ja-
pan. Toquio, Octubre de 1.992.
[12] SCHIRMER Umwelttechnik GmbH. Leitfaden für ein Meß-und Kontrollprogramm zur Durchftihrung von
Eigenkontrollen auf oberirdischen Deponien. Ministerium für Umwelt und Forsten Rheinland-Pfalz. Mainz, 1.997.
[13] Simonet, Eth R. A. Neue Energiequellen -Erdgas aus Mulldeponien. MMD Maschinenfabrik Meyer AG,
Deitingen, Suiza. s/f, ca. 1.984.
[14] UHDE GmbH. Anaerobic Waste Water Treatment. Uhde/Schwarting Process. Dortmund, 1.988.
[15] Verband der Chemischen Industrie, e. V. Abwasserreinigung durch anaerobe biologische Behandlung. Frank-
furt, 1.986.
[16] Aivasidis,A; Wandrey, C. Ein "Glasschwamm"als Bakterienspeicher. Abwasserreinigung ohne Sauerstoff.
Schott Glaswerke. Mainz, ca. 1.984.
[17] Ing. Bianucci, Mónica Adriana. Clases sobre residuos sólidos para los cursos de Introducción a la Ingeniería
Ambiental y Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Ai-
res, 2.003 y 2.004.
A completar: relleno sanitario, incineración, etapas del manejo de la basura.

Agradecimientos:
A Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María, a mis Padres y a las empresas e instituciones que nos re-
galaron el material bibliográfico.
Bs.As. 5-VI-2.005 / 24 VI 2.015, fiesta de San Juan.
Ing. Juan Manuel Sánchez
ANEXO I
Mantillo o "compost".
Definición
Compost es el resultado de la descomposición biológica parcial de materia orgánica de origen animal o vege-
tal, también se lo llama humus (Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.).
mantillo. (De manta) m. Capa superior del suelo, formada en gran parte por la descomposición de materias
orgánicas. || 2. Abono que resulta de la fermentación y putrefacción del estiércol o de la desintegración parcial de
materias orgánicas que se mezclan a veces con la cal u otras substancias. (RAE).
humus. (Del lat. humus.) m. Agr. Tierra vegetal, mantillo. (RAE).
tierra. (Del lat. terra.) n. p. f. Planeta que habitamos. En esta acepción lleva antepuesto generalmente el artícu-
lo la. La órbita de LA TIERRA está situada entre la de Venus y la de Marte. || 2. f. Parte superficial de este mismo
globo no ocupada por el mar. || 3. Materia inorgánica desmenuzable de que principalmente se compone el suelo na-
tural. || 4. Suelo o piso. Dio con el santo en TIERRA; cayó a TIERRA. || 5. Terreno dedicado a cultivo o propio para
ello. || 6. Nación , región o lugar en que se ha nacido. || 7. ...|| vegetal. La que está impregnada de gran cantidad de
elementos orgánicos que la hacen apta para el cultivo. || ... (RAE).
En castellano no existe la palabra compost ,y composta es una forma antigua de la palabra composición.
Por lo que normalmente se conoce como compost se debe traducir por mantillo.
Materias primas
Prof. Dr. Funke, U.
Cualquier residuo orgánico biodegradable: restos municipales de plantas, restos biodegradables domiciliarios,
papel y residuos industriales apropiados.
No son apropiados: vidrio, plásticos, metales, etc.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
Deben evitarse materiales contaminados con substancias dañinas, p. ej. postes impregnados con biocidas con-
servantes, restos de chapas de madera aglomerada, residuos vegetales provenientes de lugares peligrosos, p. ej. bor-
des y canteros separadores en autopistas.
Etapas del proceso
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
Las fases de preparación son: 1) mezclado, 2) trituración y 3) amontonar en una parva.
Los organismos vivos deben encontrar un medio óptimo en la parva, las condiciones para ello son: 1) oferta de ali-
mento [y nutrientes], 2) contenido de humedad, 3) contenido de oxígeno.
Las dos fases principales son:
fase caliente*: en esta primera etapa, como consecuencia de la intensa actividad microbiana, sube la
temperatura hasta 60ºC á 70ºC en el interior de la parva; como consecuencia las semillas de malezas y las partes de
plantas verdes pierden su capacidad germinativa, lo que resulta en una higienización del material tratado;
* s/ Prof. Dr. Funke, U.: de pre-descomposición, tiene lugar la descomposición biológica aeróbica, me-
diante microorganismos termófilos (>50ºC) de la materia orgánica más fácilmente degradable, en esta fase tienen
lugar las principales emisiones, tanto de líquidos como de gases, p. ej. de olores. La función principal de esta etapa
es la higienización del mantillo. Dura unas 3 semanas y se debe hacer al menos una mezcla. El producto se llama
mantillo fresco, pues aún está etapa de descomposición, se puede usar para cubierta de rellenos sanitarios pero no para
plantaciones.
16. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
fase fría: a esta segunda fase también se la llama etapa de madurez, como consecuencia del enfriamien-
to progresivo cobra cada vez más importancia la presencia y acción de la macrofauna, la que contribuye a una trans-
formación biológica y estructural de las materias primas, para transformarlas en un mantillo, al mismo tiempo cola-
boran en el mezclado de las partes orgánicas y minerales.
* s/ Prof. Dr. Funke, U.: se llama de fase principal de descomposición o post-descomposición, tiene las
mismas exigencias para las condiciones ambientales que la etapa anterior.
Entre los microorganismos encontramos bacterias, protozoarios, hongos, etc. A la variada macrofauna
pertenecen ácaros, larvas de insectos, miriápodos (ciempiés), arácnidos, etc.
Duración del proceso:
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
mantillo fresco 5 á 6 semanas,
mantillo terminado 5 meses,
mantillo para plantas 9 á 12 meses.
Mezclado
EPA-1995
Distribuye la humedad y el aire, rompe los agregados.
En exceso enfría la parva, con lo que se retarda el proceso.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.:
Homogeneiza, incorpora oxígeno, por lo que acelera el proceso, calienta la parva; disminuye la posibilidad de
anerobiosis en el núcleo y, por lo tanto, de la generación de malos olores.
Asegura la higienización de los materiales del borde y de la cubierta.
El mezclado se hace en función de la temperatura, á menor temperatura más mezclado, también influyen las
concentraciones de oxígeno y de anhídrido carbónico y la humedad. De todas esas variables la principal es la tempe-
ratura, por la facilidad para medirla.
La frecuencia con que se haga el mezclado depende del tipo de material y de su granulometría.
El proceso de pre-descomposición dura de 6 á 8 semanas y durante el mismo se hacen 2 ó 3 mezclados.
El proceso de post-descomposición dura de 6 á 12 semanas y durante el mismo se hacen 1 á 3 mezclados.
Prof. Dr. Funke, U.:
Duración total de la maduración aproximadamente 12 semanas; 4 á 6 mezclas, la 1ª aproximadamente a las 2
semanas.
Destrucción de patógenos para el hombre, los animales y las plantas.
EPA-1995
En la fabricación "cerrada" de mantillo bastan 3 días a 55ºC.
En la fabricación en parvas se requieren 15 días con 5 mezcladas.
Forma de las parvas.
Prof. Dr. Funke, U.
B=3á4m
H = 1,2 á 2 m mayor si hay material estable, p. ej. astillas
Usando mezcladora automóvil, las pilas ocupan 1,6 á 2,2 m2/t de material
a tratar. Si se considera una producción por habitante y por año de 90 kg de ba-
sura transformable en mantillo separada por el generador y 30 kg de residuos
verdes comunitarios resultan necesarios 0,2 á0,3 m2/hab.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
Parva con sección triangular: Parva con sección trapecial

B = 2,5 á3 m B' = 2,5 m H < 2 m B = 10 á 12 m H = 3 m

Superficie de piso por unidad de volumen de material Superficie de piso por unidad de volumen de mate-
triturado = 1,83 m2/m3 rial triturado = 0,38 m2/m3
Si el borde de la pila tiene un espesor de 30 cm, un 40 Si el borde de la pila tiene un espesor de 30 cm, un
% del material se encuentra en el mismo y el 60 % restan- 15 á 17 % del material se encuentra en el mismo y el
te forma el núcleo de la pila. 85 a 83% restante forma el núcleo de la pila.
El borde de la pila está más sujeto a las inclemencias del tiempo, la actividad biológica en el mismo es menor
que en el núcleo de la pila y la temperatura no sube tanto, con lo que se reduce la mortandad de las semillas de plagas.
Como consecuencia de la relación material del borde a material del núcleo resulta una mayor destrucción de
semillas de malezas en las pilas de sección trapecial.
Además, debido a la misma relación superficie/volumen, las pilas de sección triangular se secan más fácilmen-
te si sopla viento seco y se humedecen más rápidamente ante aguaceros.
Las pilas de sección trapecial tendrían mejor comportamiento frente al agua, reduciendo la formación de lixi-
viado y la erosión.
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 17.
EPA-1995
B = 4,3 á 4,9 m
H = 1,2 á 2,4 m
Efluentes líquidos .
Prof. Dr. Funke, U.:
El lixiviado puede ser:
endógeno: proveniente de la humedad de la basura y liberado por los procesos biológicos. Se libera fun-
damentalmente durante la etapa termófila inicial, o sea durante las 2 ó 3 primeras semanas, si las pilas son cubiertas
con un techo se pueden esperar:
litros de lixiviado endógeno / t de material fresco clase de residuo:
10 basura transformable en mantillo separada por el generador y
residuos verdes comunitarios
30 cortes de hierba
Tiene una D.B.O. de 20.000 á 50.000 mg/l; puede arrastrar substancias inorgánicas, como nitratos, fosfatos y
sales de potasio; aumentando éstas si aumenta la incidencia del agua de lluvia.
exógeno: originado por la lluvia.
Según la composición del material, el progreso de la descomposición y las condiciones climáticas se puede es-
perar, para duraciones comunes del proceso, que un 10 % del agua de lluvia ingresada en las parvas sea emitido co-
mo lixiviado. La mejor manera de disponer el lixiviado es regándolo sobre las parvas más secas.
Algunas medidas para reducir el lixiviado:
techar las parvas,
aumentar la frecuencia de las mezclas,
aumentar el contenido de papel en el material a tratar,
poner las parvas de mantillo fresco sobre una base orgánica con una cierta capacidad de absorción de
agua, p. ej. paja o viruta seca de madera,
Olores.
Prof. Dr. Funke, U.:
Las fuentes principales de olores se pueden dividir en :
aquellas a las que se les puede asignar una corriente determinada de gases de escape, (o sea fuentes pun-
tuales de proceso), p. ej. aparatos cerrados para fabricación de mantillo,
aquellas a las que no se les puede asignar una corriente determinada de gases de escape, (serían fuentes
fugitivas, sobre todo de área), p. ej. recepción de material fresco, mezclado de las parvas, etc.
Se pueden reducir:
evitando la anaerobiosis, p. ej. que no se empapen las bases de las parvas,
avenando adecuadamente las bases de las parvas, p. ej. colocando material estructuralmente estable como
base de las mismas,
techando las parvas,
dimensionando y configurando convenientemente las parvas no techadas
cubriendo las parvas con mantillo terminado que actúe como filtro
consolidando todas las superficies y excluyendo fuentes difusas, tales como caminos sucios, charcos de
lixiviado,
limpiando regularmente todas las superficies.
Relación carbono / nitrógeno
EPA-1995
El carbono no suele ser limitante, a menor cantidad de carbono mayor lentitud del proceso.
Ideal C/N = 30/1 inicialmente, si C/N <25/1 se producen olores, si C/N > 30/1 hay retardo.
Como consecuencia de la acción biológica hay pérdida de carbono como CO2 y la relación C/N pasa al final de
15/1 á 20/1.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
C/N = 30/1 á 40/1 al comienzo. Si C/N <30/1 falta carbono para uso plástico y se pierde nitrógeno como
gas. Si C/N > 40/1 se produce un retardo por escasez de nitrógeno, hay que esperar a que se elimine carbono exce-
dente como CO2.
Humedad
EPA-1995
Ideal 50 á 60 % del peso total
Exceso: se produce mucho lixiviado, olores, menor transferencia de oxígeno y olores por anaerobiosis.
Balance de agua: humedad aportada por el material, aporte biológico, pérdidas por evaporación; en general hay
una pérdida neta y se debe agregar agua. La consistencia debe ser de esponja húmeda, para ello la distribución debe
ser uniforme.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
El agua desplaza el aire de los poros y conduce así a la anaerobiosis. La paja es estructurada y menos sensible
al exceso de agua, en cambio los restos verdes son menos estructurados y mucho más sensibles, tendiendo a juntar
18. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
agua y podrirse.
Es bueno que la humedad se encuentre entre el 60 ý 70 %.
Una prueba práctica para determinar la humedad óptima consiste en tomar un puñado de mantillo, apretarlo y
observar que no salgan gotas de agua entre los dedos y que al abrir la mano el material comprimido conserve,
aproximadamente, su forma.
Oxígeno
EPA-1995
10 á 15 % es adecuado, para hojas basta 5 %, el mezclado airea y expone material al aire.
Exceso de aire es negativo porque: 1) enfría al material, 2) seca por evaporación, reduciendo la velocidad del
proceso, 3) si la ventilación es mecánica, el exceso resulta caro.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
Su presencia depende de la estructura del material, si el material es muy compacto no penetra el aire, si es muy
fofo se corre el riesgo del desecamiento y la pérdida de substancias alimenticias.
pH
EPA-1995
El óptimo está entre 6 ý 8
Afecta a la disponibilidad de nutrientes, a la solubilidad de los metales pesados y a la actividad metabólica.
Aunque no suele ser necesario, se lo puede ajustar con cal o con azufre.
El anhídrido carbónico generado reduce el pH pero la materia orgánica amortigua su descenso.
Tamaño de las partículas.
EPA-1995
Equilibrio entre: partículas grandes, que mejoran la aireación, y pequeñas, con mayor superficie expuesta a los
microorganismos y, por lo tanto, aumentan la velocidad de la descomposición.
Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
La molienda del material
No conviene romper el material con molinos de cuchillas, pues conducen a trozos planos, en cambio los moli-
nos de martillos producen trozos más regulares, con mayor superficie expuesta, conservando la estructura.
Temperatura
EPA-1995
Óptima 32 á 60 ºC. Se prefieren microorganismo termofílicos pues aumenta la rapidez del proceso y asegura
mayor destrucción de organismos patógenos y de malezas, pero no conviene superar los 65ºC.
Durante el frío del invierno la temperatura del material fresco puede ser inferior a 5 ºC, lo que puede impedir
iniciar la parva, conviene mezclar con material existente.
Los patógenos mueren a t > 55ºC.
El intercambio de calor con el medio es poco importante.
Strom, Peter y Melvin Finstein
La temperatura final es la que resulta del equilibrio entre el calor generado biológicamente y el calor perdido.
El calor generado biológicamente es función de la temperatura en la parva, la concentración de oxígeno, la
humedad, la presencia de nutrientes y de materia orgánica biodegradable.
El calor perdido es función de la temperatura ambiente y de la de la parva, del viento, de la forma y tamaño de
la parva.
Calidad del producto
Prof. Dr. Funke, U. y Dipl. -Ing. agr. Mayer, A.
No contener organismos patógenos ni malezas, para ello se debe alcanzar la temperatura adecuada durante el
proceso.
No contener suciedad: plástico, metal, vidrio; de > 2 mm como máximo 0,5 % del peso seco.
No contener piedras, de > 5 mm como máximo 5 % del peso seco.
Contenido de agua:
mantillo a granel < 45 % en peso
mantillo embolsado < 35 % en peso
Contenido de materia orgánica, medida por pérdida por combustión, mínimo 20%.
Metales pesados, no superar:
Zinc Zn 400 mg/kg de substancia seca
Plomo Pb 150 mg/kg de substancia seca
Cobre Cu 100 mg/kg de substancia seca
Cromo Cr 100 mg/kg de substancia seca
Níquel Ni 50 mg/kg de substancia seca
Cadmio Cd 2 mg/kg de substancia seca
Mercurio Hg 1,5 mg/kg de substancia seca
Comunidades microbianas en compost
EPA-1998
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 19.
Como muestra la tabla, el compost presenta una gran diversidad de microorganismos con poblaciones más abundan-
tes que en los suelos fértiles de uso agrícola, y esa superioridad es varias veces mayor que la que tiene lugar en sue-
los muy perturbados o contaminados.
Las poblaciones microbianas, tanto en suelos como en compost, varían con las estaciones del año y con la incorpo-
ración de materia orgánica a los mismos.
Material Bacterias, (millones por gramo de peso seco) Hongos, (miles por gramo de peso seco)
Suelo fértil 6 á 46 9 á 46
Suelo recién restaurado luego 19 á 170 8 á 97
de minería de superficie
Suelo de limo (silt) y arcilla
19 6
contaminado con plaguicidas
Compost maduro 417 155
Tabla Poblaciones de microorganismos en suelos y en compost maduro de material de podas.
Bibliografía.
Funke, Ursula et al. Leitfaden zur Kompostierung organischer Abfälle. Rheinland Pfalz, Ministerium für Umwelt
und Gesundheit, Mainz, 1.989.
Mayer, Andreas. Die Moderne Kompostierung. Willibald GmbH Maschinen Fabrik.Wald-Sentenhart, ca. 1992.
Strom, Peter y Melvin Finstein. Leaf Composting Manual for New Jersey Municipalities,New Jersey Department of
Environmental Protection,...
Decision-Maker's Guide toSolidWAsteManagement, Second Edition.EPA530-R-95-023. Agencia de Protección
Ambiental de las EE. UU. de N. A., Washington, 1.995.
An Analysis of Compsting As a Environmental Remediation Technology. EPA530-R-98-008. Agencia de Protección
Ambiental de las EE. UU. de N. A., 1.998.
Agradecimientos:
A Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María, a mis Padres y a las empresas e instituciones que nos re-
galaron el material bibliográfico.
A completar: lumbricultura, calidades de mantillos, sistemas mecanizados, completar bibliografía.
Bs.As. 29-VI-2.001 / 24-VI-2.015. Fiesta de San Juan. Ing. Juan Manuel Sánchez
Recolección separada. Información complementaria.
Según: Getrennte Erfassung.Hohe Qualität.
Dipl.Ing.E.Steiniger.
Sekundar-Rohstoffe 05/85, pgs. 15 á 17.
y: Komponenten Entsorgung. y Komponenten Recycling.
Normann Bock Transporttechnik GmbH &·O KG. Bremen.

Fábrica de papel.

Fundición.

Vidriería.
Recuperación del
plástico o relleno.
Compostificación.
Relleno sanitario o in-
cineración.

Notas a la figura:
A. Clasificación domiciliaria.
B. Clasificación en los recipientes de depósito intermedio (10,5 m3); uno cada 1.000 á 2.000 habitantes.
C. Transporte de los recipientes de depósito intermedio (camiones 7,5t ).
D. Transferencia centralizada a grandes transportes.
E.Grandes camiones (16 á 22 t).

Producido Recuperado
kg/hab.año % en peso kg/hab.año % en peso
l.Papel y cartón 45,7 20 22,4 49
2.Latas 9,5 4,0 2,9 30
3.Vidrio blanco 4,5
28,0 19,6 70
4.Vidrio coloreado 6,5
5. Baterías (pilas) domiciliarias 0,39
20. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
agotadas y medicamentos viejos 0,25
6.Residuos de cocina y jardinería- 27
7.Restos 32
8. Plásticos 14,9 6 4,5 30
Textiles 3,6 1,5 42
Según otras fuentes.
Ventajas de la recolección separada: ahorro de energía y de materias primas, reducción del espacio para disposición
final, abaratamiento del manejo de los residuos sólidos (rebaja de tasas municipales respectivas).
Según:Neue Energiequellen - Erdgas aus Mülldeponien.
Dipl.-Betriebsing.ETH R.A.Simonet.
MMD. CH-4707 Deitingen. Ca.1.984.
En Europa se puede considerar 0,75 kg de basura por habitante y por día. Se ha observado que en el período desde el
comienzo de la fermen-tación anaeróbica hasta los 20 años del mismo 1 kg de basura produce 0,1 m3 normal de me-
tano. Sería recuperable un 40% del biogás total teóricamente producido.
Según:Müllberg systematisch engast.
Haase Energietechnik GmbH.
Entsorga Magazin, cuaderno 4, Mayo 1.984, pgs.62 á 66.
En rellenos alemanes la concentración de metano en el biogás producido es del 30 al 70% en volumen.
El triángulo de la explosión para N2, CH4 y aire permite determinar su uso en quemadores y motores, así como los
peligros de explosión en el almacenamiento.
La corrosividad del biogás depende de su contenido en ácido sulfhídrico e hidrocarburos clorados, según la T. U.
Braunschweig depende de la suma del contenido de cloro de todos los hidrocarburos clorados. Según la experiencia
22,6 mg Cl/m3 no ocasiona corrosión, valores diez veces mayores muestran daños rápidos.
Para una cantidad admisible de gas de 150 á 200 m3 por tonelada de basura domiciliaria húmeda, el grado de captu-
ra del 25 y una producción esperada de gas constante durante 15 años se pueden esperar aproximadamente 3 m3 de
gas de relleno por año y por tonelada de basura domiciliaria:
Según Interatom-Aktuell.Nr.25 - Agosto 1.985.
Se puede esperar 350 kg basura domiciliaria/habitante x año.
Según el tipo de basura depositada se puede calcular 10 á 20 m3gas/t de basura, con aproximadamente 50% de me-
tano y un poder calorífico de 4.000 á 4.500 Kcal/m3.
Según Energy from Landfill Plants with JW Gas Engines.
Jenbacher Werke. Austria, Agosto 1.987.
300 á 400 kg basura/habitante.año; 1,5 á más de 5 m3N gas por tonelada de basura y por año, con hasta 50% de
metano.
Según Hearing zur Abfallwirtschaft des Bergischen Abfallbeseitigungsverbandes; Lindlar, 29-04-86.Trabajo de
Therese Norrenberg, Interatom.
De acuerdo con trabajos del Profesor Tabasaran (1.976) la producción Gt de gas de relleno sigue la función ¿¿Gt =
217,5 (1- e-0,07.t ) ?? donde t = tiempo, en años y para 20 años G = 217,5 m3/t de basura para una temperatura
de la basura de 17,5°C. Ver ANEXO I.
Lixiviado: cantidad esperada 10 á 25% de la lluvia = aprox.0,01 á 0,1 litro/seg. hectárea = aprox.1 á 10 m3/Ha.día.
Composición comparativa:

Parámétro o Valores extremos para lixiviado Efluentes comunales

D.Q.O. 200 - 100.000 350 - 500
D.B.O.5 60 - 75.000 150 - 800
Conductibilidad, S/cm 30.000 1.500
Cloruros 250 - 15.000 400 - 800
Amonio 60 - 3.200
Sulfato 10 - 3.200 300
PH 4 - 99 7,8 - 8,0
Na+ 4.000
K+ 4.000
Fe 15.000
Mn 150
Residuo de la evaporación 70.000

Según: Energy from Landfill Plants with JW Gas Engines.

Jenbacher Werke A. G. Jenbach near Innsbruck. Austria, Agosto 1.987.
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 21.

1. basura depositada. 2. lluvia.

3.drenaje del agua subterránea. 4.fondo inclinado del relleno, impermeable al agua y al gas.
5.agua subterránea. 6. depósito del agua subterránea.
7. canal de drenaje para el agua superficial. 8.laderas cultivadas.
9.gas. 10.antorcha.
11.ventilador-soplador. 12.motor y generador.
13. transformador. 14.sistema de suministro de energía.
15. pozo del gas. 16.conducción a la planta de tratamiento de líquidos residuales.
Se pueden esperar 300 á 400 kg basura/habitante x año y la producción de 1,5 á más de 5 m3N de gas de relleno por
tonelada de basura y por año, con hasta 50% de metano.
Según: Deponiegas. Roediger Anlagenbau GmbH.

Según fuentes varias:

Orígenes del lixiviado:
1) fuentes externas:
1a) lluvia y agua superficial,
1b) aguas subterráneas
2) humedad propia de la basura.
3) procesos biológicos.
Según Recovery & Utilization from a Municipal Waste Disposal Site.
Conestoga Rovers & Associates.
Technology Development Report EPS-4-EC-81-2.
Environment Canada, Nov.1.981.-
Los residuos orgánicos depositados en el relleno están sometidos a:
- procesos químicos de descomposición tales como hidrólisis, disolución - precipitación, adsorción - desorción o inter-
cambio de iones, como consecuencia cambian las características de los residuos, aumenta la movilidad de los desechos
alterados; una reducción del pH indica la descomposición química y aumenta la concentración de iones en el agua;
-procesos físicos de descomposición, básicamente es un mecanismo de transporte; el agua que fluye dentro y hacia
afuera del relleno moviliza agua contaminada y, en ciertos casos, partículas finas; una velocidad grande del flujo de
agua arroja afuera más partículas y homogeneiza químicamente al relleno; un flujo entrante contínuo.de grandes
cantidades de agua relativamente limpia hace que el ataque se empeore, el relleno se estabilice rápidamente pero con
grandes cantidades de lixiviado relativamente concentrado, (1);
-procesos biológicos: mientras hay oxígeno atrapado entre los desechos los procesos son aeróbicos, la temperatura
de aprox. 35 á 40°C, los gases contienen aprox. un 90% de CO2, parte del cual se disuelve en los líquidos reducien-
do su pH, los productos de degradación son C02 , H2O, materia orgánica residual y calor. La cubierta de tierra impi-
de el acceso de aire y, por lo tanto, los procesos se tornan anaeróbicos, primero en su etapa ácida, en la que se gene-
ran CO2, materia orgánica parcialmente degradada, entre ella ácidos orgánicos responsables del descenso del pH y
consiguiente aumento de solubilidad de materia inorgánica; luego sobreviene la etapa metánica, fuertemente reduc-
tora, la destrucción de ácidos orgánicos aumenta el pH del lixiviado hasta cerca de la neutralidad y provoca la consi-
guiente precipitación de materia inorgánica, aumentando la calidad del agua residual. Como el oxígeno es tóxico pa-
ra las bacterias metanogénicas, su entrada por medios mecánicos (2), cambios barométricos, o difusión detiene la
producción de metano hasta el restablecimiento de condiciones anaeróbicas. Para la producción máxima de metano
la humedad óptima es del 60 al 80%, humedades mayores tienden a "lavar" la materia orgánica antes de su completa
conversión en gas; en cambio hay un límite inferior indefinido bajo el que se interrumpe la generación del gas.
Temperaturas óptimas para procesos mesofílicos 30 á 40°C, para termofílicos 50 á 55 °C. La temperatura común en
la etapa anaeróbica de un relleno es de 20°C.
En los rellenos hay variaciones espaciales importantes motivas das por cambios en la composición de la basura y
cambios en el clima durante su realización. También hay variaciones temporales una vez concluido: estaciones del
22. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
año, etc., pero de acción menor por las características aislantes del material acumulado en el relleno.
El gas metano resulta un problema por el peligro de explosiones, también es una fuente de energía. Típicamente el
gas de relleno tiene 45 á 50% de metano (CH4) y 45 á 50% de anhídrido carbónico (CO2), con trazas de nitrógeno,
oxígeno, hidrógeno y otros gases y vapores; tiene aprox. 4.400 Kcal/m3 de poder calorífico. La cantidad de energía
recuperable a partir del gas generado es un l0% de aquella obtenida por incineración de la misma basura y un 20 de
la obtenida por pirólisis; pero los costos de construcción y de operación del sistema de recuperación de gases de un
relleno es considerablemente inferior.
El gas de relleno se puede usar para muchas cosas: calderas, calentadores de aire, generación eléctrica, conversión
de metano en metanol, inyección en líneas (baja el poder calorífico, puede haber reacción con los odorantes, corro-
sión), tratamientos de depuración del gas y obtención de metano puro, etc. En todos los casos de combustión debe
cuidarse la calidad del combustible que implica cambios en quemadores, hogares, etc. En fin: la recuperación de gas
del relleno es posible pero todo depende de un profundo estudio técnico y· económico.
(1) según el Sr. Alumno Don Mariano Vespighiani habría que agregar la compactación y consecuente asentamiento
del relleno.
(2) Nota del traductor: p. ej. por aspiración excesiva de los sistemas de captación del gas.
Residuos especiales o peligrosos.
Un residuo es especial o peligroso si puede causar un efecto adverso sobre la salud humana o el medio ambiente en
las condiciones en las cuales se lo maneja, almacena, transporta, trata o dispone.
Puede ser: tóxico, carcinogénico, mutagénico, teratogénico, inflamable, corrosivo, reactivo, radioactivo, infeccioso,
oloroso, etc.
A los efectos prácticos se pueden clasificar los residuos peligrosos en función de su peligrosidad según: inflamabili-
dad, corrosividad, radioactividad, toxididad, etc.; o bien en base a nombres genéricos, p. ej.: escorias metálicas peli-
grosas, cenizas peligrosas, pavesas, lodos peligrosos, ácidos peligrosos, álcalis peligrosos, e incluso en función de la
industria generadora.
Para el caso de residuos sólidos cuyo destino sean rellenos sanitarios se puede evaluar su toxicidad mediante el en-
sayo de lixiviado o prueba de lixiviación o de extracción. Consiste en pulverizar el residuo (p.ej. entre 0,5 mm 5 mm
según la norma Japonesa) colocar una cantidad especificada del mismo en un solvente (ácido clorhídrico en agua
destilada hasta 5,8 <pH < 6 ,3 en Japón; ácido acético en agua desionizada hasta pH = 5 en Estados Unidos de Nor-
te América) y dejarlo un tiempo (6 horas en Japón, 24 hs en EE.UU.), agitando; luego se filtra y analiza el líquido
filtrado determinando: As, Ba, Cd, Cr6+, Pb, Hg total, Hg alquílico, Se, Ag, Fósforo orgánico, CN-, PCB, unos u
otros según los países. Los límites admisibles también varían con los países, p.ej. en Japón los límites para el lixiviado
resultan de multiplicar por tres a los admisibles para los efluentes
líquidos y éstos, a su vez, resultan de multiplicar por diez los de
calidad del agua en el medio ambiente. En EE. UU. hasta l.980
los límites para el lixiviado resultaban de multiplicar por diez los
límites para agua potable, luego ídem por cien, [4].La diferencia
en el ph se debe al tipo de relleno sanitario en ambos países, en
general más rico en materia orgánica de origen doméstico en
EE.UU. y por fermentación puede llegar a ph = 4.Al disminuir el
ph aumenta la solubilidad de los metales pesados como lo muestra
la figura l, [4].
Fig 1.Solubilidad del Cadmio en el lixiviado de barros prove-
nientes de efluentes líquidos de plantas de galvanización, en
función del pH.
Tratamientos para residuos peligrosos:
-Incineración: implica la descomposición térmica para convertirlos en menos voluminosos, menos o no tóxicos, no
nocivos, etc. Exige tratar los gases, deben cuidarse los líquidos o po1vos resultantes del tratamiento de ga- ses, que a
su vez suelen ser residuos peligrosos. Variables del proceso y del residuo: l)combustibilidad, 2)productos y produc-
tos secundarios de la combustión, 3) tiempo de residencia en el hogar, 4)temperatura de la llama y del hogar,
5)turbulencia en la zona de reacción, etc.
-Pirólisis: teóricamente la gasificación y/o licuefacción de las partes combustibles en ausencia total de Oxígeno; en
la práctica hay una cantidad controlada de Oxígeno. Se destilan y evaporan las partes orgánicas, dando una mezcla
de gases combustibles (CO, H2, CH4, etc.)e incombustibles (CO2 y vapor de agua)que se puede usar como com-
bustible. Las escorias y cenizas tienen una mayor concentración de Carbono (12 á 14%) que las de incineración, este
Carbono retiene a los metales pesados resultando mucho menos solubles en agua acidualada que los óxidos resultan-
tes de la incineración. La pirólisis se usa preferentemente para residuos con alto poder calorífico, cuyas escorias y
cenizas se fundirían en la incineración.
-Compost: o mantillo de basura, usado para residuos de la industria alimenticia. En Japón exigen para el compost de
basura domiciliaria que la concentración de Mercurio total no supere 2 ppm, la de Cadmio no supere 5 ppm y la de
Arsénico 50 ppm; por lo que deben separarse las latas arrastradas por la basura.
-Solidificación: fijan o encapsulan los residuos dentro de una matriz sólida del producto final. Se pueden emplear
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 23.
procesos basados en cemento, cal, asfalto, resinas sintéticas, etc.; dependiendo del residuo a a tratar. También se
pueden emplear tambores con el residuo y luego cubrirlos totalmente con material conveniente.
Disposición final de los residuos peligrosos:
-Disposición en domos salinos: se "cavan" los recintos inyectando agua en la formación salina, luego se evacúa la
salmuera y en el agujero así abierto se arrojan los tambores con los residuos a disponer, finalmente se sella el con-
ducto de entrada. También se pueden usar minas de sal agotadas.
-Inyección en pozos profundos: se bombean los residuos, tóxicos o no, en formaciones rocosas permeables (arenis-
cas y calizas) aisladas de acuíferos de agua potable y de estratos productores de petróleo. En general a profundida-
des de 300 á 2.400 m.
-Lanzamiento en el mar: no es recomendable en absoluto pues se pierde totalmente el control del problema.
-Esparcimiento sobre el suelo: útil para residuos biodegradables y no tóxicos, usada por la industria petrolera nor-
teamericana.
- Rellenos industriales o de seguridad: para no afectar al medio ambiente debe: 1) seleccionarse cuidadosamente la
ubicación, 2) construirse y operarse con criterio, 3) colocarse un cierre adecuado, 4)cuidarse después del cierre
(cuidado! NO USAR luego el lugar para construcciones, esparcimiento, etc.), 5) control del agua superficial y sub-
terránea, Ídem del lixiviado, 6)registro de datos.
En cualquiera de los casos debe planificarse cuidadosamente, teniendo en cuenta: caminos de acceso, entrenamiento
de personal policial, de bomberos, hospitalario, etc. y equiparlo convenientemente para el caso de accidentes y
emergencias con los vehículos que entran y salen con la carga así como en la planta o disposición final, controles
para el tránsito de basura peligrosa (guías, rotulados, etc., al respecto ver disposiciones de la Secretaría de Transpor-
tes de la Nación y disposiciones de la Organización Marítima Internacional y de la IATA), instrucciones y entre-
namiento a los transportistas y al personal propio, elaborar y poner en práctica planes de contingencia, previendo la
posible evacuación del área. No debe olvidarse el manejo y almacenamiento conveniente del residuo en el genera-
dor, p.ej. ver normas DIN.
Agradezco a Dios nuestro Señor, a la Virgencita y a mis Padres.
Dios mediante continuará. Buenos Aires, 2 VII 2.014 Ing. Juan Manuel Sánchez
Residuos peligrosos y / especiales, algunos aspectos legales.
Según el artículo 2º de la Ley Nº 24.051, [1], de la República Argentina :
“Será considerado peligroso, a los efectos de esta ley, todo residuo que pueda causar daño, directa o indirectamente,
a seres vivos o contaminar el suelo, el agua, la atmósfera o el ambiente en general”.
Según las jurisdicciones, también se los llama “residuos especiales” p. ej. la Ley Nº 11.720.de la Provincia de Bue-
nos Aires les da ese nombre, [2]
Para identificar un residuo como especial o peligroso nuestra legislación, nacional y de la Provincia de Buenos Ai-
res, [1] y [2], incluye tres listas de residuos clasificados fundamentalmente por
1) el proceso que los produjo, su preparación o su utilización, lo que llama “las corrientes de desechos”, e identifica
en Y1 á Y18;
2) los constituyentes considerados peligrosos que contienen, los clasifica de Y 19 á Y45; y
3) si tiene características peligrosas, que van de H1 á H13.
En el anexo 1 incluimos estas listas en la versión de la Ley 24.051, posteriormente han sido actualizadas. La fuente de
las listas es el Convenio de Basilea sobre control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos, [4].
En el manejo de los residuos en general, y en el de los peligrosos en particular, aparecen tres actores principales:
1) el que los genera “como resultado de sus actos o de cualquier proceso, operación o actividad” [1], o sea el
generador,
2) el que los trata y / o dispone y
3) aquel que los transporta, llamado transportista, desde algunos de los anteriores al siguiente.
A veces el mismo generador puede hacerse cargo de alguna de las etapas siguientes, pero, según nuestra legislación,
en ningún caso deja de hacerse responsable del residuo y de las posibles de su abandono, mal manejo, tratamiento o
disposición final; como resulta del artículo 22 de la Ley 24.051, [1], “todo generador de residuos peligrosos es res-
ponsable, en calidad de dueño de los mismos, de todo daño producido por éstos...” De donde básicamente, entende-
mos, que el generador continúa siendo responsable por los efectos que pueda causar el residuo peligroso que haya
originado aún después de entregado a otros responsables de su transporte, tratamiento y / o disposición final. Es de-
cir lo que se suele resumir diciendo que el generador es responsable por el residuo desde la cuna a la tumba.
La legislación y sus reglamentaciones regulan tanto técnica como administrativamente todo el manejo de los resi-
duos peligrosos, incluyendo listas de operaciones y procesos para el tratamiento y disposición final de los residuos
que adjuntamos como Anexo 2, la fuente de estas listas es, nuevamente, el Convenio de Basilea, [4].
Es conveniente aclarar que en nuestro País por el art. 3º de dicha Ley 24.051, [1], se prohíbe “la importación, intro-
ducción y transporte de todo tipo de residuos provenientes de otros países al territorio nacional y sus espacios aéreo
y marítimo”. Y se extiende esta prohibición a “los residuos de origen nuclear, sin perjuicio de lo establecido en el
último párrafo del artículo anterior”, además de acuerdo con el artículo 32, “queda prohibido el transporte de resi-
duos peligrosos en el espacio aéreo sujeto a la jurisdicción argentina”.
En la Provincia de Buenos Aires también está regulado el manejo de los residuos patogénicos por su LEY N°
11.347, aparte del de los residuos especiales.
24. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
(Lamentablemente no conozco quién es el autor de la tabla de decisión siguiente, que me limité a copiar y actualizar.)
Para determinar si un residuo es peligroso conforme a la Ley 24.051 hay que preguntarse si:
¿proviene de un proceso considerado generador de residuos peligrosos?
ES UN RESIDUO
Según la lista de corrientes de desechos, ítems Y1 a Y18 del Anexo 1 a la SI
PELIGROSO
Ley 24.051.

NO

¿posee alguno de los constituyentes considerados peligrosos?

ES UN RESIDUO
Según la lista de desechos que tengan como constityente..., ítems Y19 a SI
PELIGROSO
Y48 del Anexo 1 a la Ley 24.051.

NO

¿posee alguna de las características consideradas peligrosas?

ES UN RESIDUO
Según la lista de características peligrosas, ítems H1 a H13 del Anexo 1 SI
PELIGROSO
a la Ley 24.051.

NO

¿Cumple satisfactoriamente con el ensayo de lixiviación? ES UN RESIDUO

NO
PELIGROSO

SI

NO ES UN RESIDUO PELIGROSO
Bibliografía:
[1] Ley Nº 24.051, de la República Argentina. En: http: //www.infoleg.gob.ar/infolegInternet/anexos/0-
4999/450/norma.htm
[2] Ley Nº 11.720. Residuos Especiales, de la Provincia de Buenos Aires. En:
http://www.opds.gba.gov.ar/index.php/leyes/tema/5
[3] LEY N° 11.347. Tratamiento, manipuleo, transporte y disposición final de Residuos Patogénicos. En:
http://www.opds.gba.gov.ar/index.php/leyes/tema/11
[4] Convenio de Basilea sobre control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación
suscripto en Basilea, Suiza el 22-3-89 (Aprobado por Ley 23.922). En
http://www.infoleg.gob.ar/infolegInternet/anexos/0-4999/322/norma.htm
[4] Sakurai, Kunitoshi. Residuos sólidos peligrosos. Definición, Clasificación y Manejo. Centro Panamericano de Inge-
niería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. OPS/OMS. 8º Curso latinoamericano de limpieza urbana. Bs. As., 1.983.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgencita y a mis Padres.
Buenos Aires, 4 VII 2.014. Ing. Juan Manuel Sánchez
ANEXO 1
CATEGORÍAS SOMETIDAS A CONTROL
Corrientes de desechos:
Y1 Desechos clínicos resultantes de la atención médica prestada en hospitales, centros médicos y clínicas para salud
humana y animal.
Y2 Desechos resultantes de la producción y preparación de productos farmacéuticos.
Y3 Desechos de medicamentos y productos farmacéuticos para la salud humana y animal.
Desechos resultantes de la producción, la preparación y utilización de:
Y4 biocidas y productos fitosanitarios;
Y5 productos químicos para la preservación de la madera;
Y6 disolventes orgánicos;
Y12 tintas, colorantes, pigmentos, pinturas, lacas o barnices;
Y13 resinas, látex, plastificantes o colas y adhesivos;
Y16 productos químicos y materiales para fines fotográficos.
Y6 disolventes orgánicos;
Y12 tintas, colorantes, pigmentos, pinturas, lacas o barnices;
Y13 resinas, látex, plastificantes o colas y adhesivos;
Y7 Desechos que contengan cianuros, resultantes del tratamiento térmico y las operaciones de temple.
Y8 Desechos de aceites minerales no aptos para el uso a que estaban destinados.
Y9 Mezclas y emulsiones de desecho de aceite y agua o de hidrocarburos y agua.
Y10 Sustancias y artículos de desecho que contengan o estén contaminados por bifenilos policlorados (PCB), tri-
fenilos policlorados (PCT) o bifenilos polibromados (PBB).
Y11 Residuos alquitranados resultantes de la refinación, destilación o cualquier otro tratamiento pirolítico.
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 25.
Y14 Sustancias químicas de desecho, no identificadas o nuevas, resultantes de la investigación y el desarrollo o de las ac-
tividades de enseñanza y cuyos efectos en el ser humano o el medio ambiente no se conozcan.
Y15 Desechos de carácter explosivo que no estén sometidos a una legislación diferente.
Y17 Desechos resultantes del tratamiento de superficies de metales y plásticos.
Y18 Residuos resultantes de las operaciones de eliminación de desechos industriales.
Desechos que tengan como constituyente
Y19 Metales carbonilos.
Y20 Berilio, compuesto de berilio.
Y21 Compuestos de cromo hexavalente.
Y22 Compuestos de cobre.
Y23 Compuestos de zinc.
Y24 Arsénico, compuestos de arsénico.
Y25 Selenio, compuestos de selenio.
Y26 Cadmio, compuestos de cadmio.
Y27 Antimonio, compuestos de antimonio.
Y28 Telurio, compuestos de telurio.
Y29 Mercurio, compuestos de mercurio.
Y30 Talio, compuestos de talio.
Y31 Plomo, compuestos de plomo.
Y32 Compuestos inorgánicos de flúor, con exclusión de fluoruro cálcico.
Y33 Cianuros inorgánicos.
Y34 Soluciones ácidas o ácidos en forma sólida.
Y35 Soluciones básicas o bases en forma sólida.
Y36 Asbestos (polvo y fibras).
Y37 Compuestos orgánicos de fósforo.
Y38 Cianuros orgánicos.
Y39 Fenoles, compuestos fenólicos, con inclusión de clorofenoles.
Y40 Eteres.
Y41 Solventes orgánicos halogenados.
Y42 Disolventes orgánicos, con exclusión de disolventes halogenados.
Y43 Cualquier sustancia del grupo de los dibenzofuranos policlorados.
Y44 Cualquier sustancia del grupo de las dibenzoparadioxinas policloradas.
Y45 Compuestos organohalogenados, que no sean las sustancias mencionadas en el presente anexo (por ejemplo,
Y39, Y41, Y42, Y43, Y44).
Notemos que las categorías Y46 e Y47, faltantes en la lista anterior, están incluidas en el Anexo II del convenio de
Basilea corresponden a “categorías de desechos que requieren una consideración especial” y son: Y46 Desechos re-
cogidos de los hogares é Y47 Residuos resultantes de la incineración de desechos de los hogares
ANEXO 2
LISTA DE CARACTERISTICAS PELIGROSAS
N° de Código CARACTERISTICAS
H1 Explosivos: Por sustancia explosiva o desecho se entiende toda sustancia o desecho sólido o líquido (o
mezcla de sustancias o desechos) que por sí misma es capaz, mediante reacción química, de emitir un
gas a una temperatura, presión y velocidad tales que puedan ocasionar daño a la zona circundante.
H3 Líquidos inflamables: Por líquidos inflamables se entiende aquellos líquidos o mezcla de líquidos, o
líquidos con sólidos en solución o suspensión (por ejemplo pinturas, barnices, lacas, etcétera, pero
sin incluir sustancias o desechos clasificados de otra manera debido a sus características peligrosas)
que emiten vapores inflamables a temperaturas no mayores de 60,5 °C, en ensayos con cubeta ce-
rrada, o no más de 65,6°C, en ensayos con cubeta abierta (como los resultados de los ensayos con
cubeta abierta y con cubeta cerrada no son estrictamente comparables, e incluso los resultados ob-
tenidos mediante un mismo ensayo a menudo difieren entre sí, la reglamentación que se apartara de
las cifras antes mencionadas para tener en cuenta tales diferencias sería compatible con el espíritu
de esta definición).
H4.1 Sólidos inflamables: Se trata de sólidos o desechos sólidos distintos a los clasificados como explo-
sivos, que en las condiciones prevalecientes durante el transporte son fácilmente combustibles o
pueden causar un incendio o contribuir al mismo, debido a la fricción.
H4.2 Sustancias o desechos susceptibles de combustión espontánea: Se trata de sustancias o desechos
susceptibles de calentamiento espontáneo en las condiciones normales del transporte, o de calenta-
miento en contacto con el aire, y que pueden entonces encenderse.
H4.3 Sustancias o desechos que, en contacto con el agua, emiten gases inflamables: Sustancias o dese-
chos que, por reacción con el agua, son susceptibles de inflamación espontánea o de emisión de ga-
ses inflamables en cantidades peligrosas.
26. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
H5.1 Oxidantes: Sustancias o desechos que, sin ser necesariamente combustibles, pueden, en general, al
ceder oxígeno, causar o favorecer la combustión de otros materiales.
H5.2 Peróxidos orgánicos: Las sustancias o los desechos orgánicos que contienen la estructura bivalente
—O-O— son sustancias inestables térmicamente que pueden sufrir una descomposición autoacele-
rada exotérmica.
H6.1 Tóxicos (venenosos) agudos: Sustancias o desechos que pueden causar la muerte o lesiones graves
o daños a la salud humana, si se ingieren o inhalan o entran en contacto con la piel.
H6.2 Sustancias infecciosas: Sustancias o desechos que contienen microorganismos viables o sus toxinas,
agentes conocidos o supuestos de enfermedades en los animales o en el hombre.
H8 Corrosivos: Sustancias o desechos que, por acción química, causan daños graves en los tejidos vi-
vos que tocan o que, en caso de fuga pueden dañar gravemente o hasta destruir otras mercaderías o
los medios de transporte; o pueden también provocar otros peligros.
H10 Liberación de gases tóxicos en contacto con el aire o el agua: Sustancias o desechos que, por reacción
con el aire o el agua, pueden emitir gases tóxicos en cantidades peligrosas.
H11 Sustancias tóxicas (con efectos retardados o crónicos): Sustancias o desechos que, de ser aspirados o in-
geridos, o de penetrar en la piel pueden entrañar efectos retardados o crónicos, incluso la carcinogenia.
H12 Ecotóxicos: Sustancias o desechos que, si se liberan, tienen o pueden tener efectos adversos inme-
diatos o retardados en el medio ambiente debido a la bioacumulación o los efectos tóxicos en los
sistemas bióticos.
H13 Sustancias que pueden, por algún medio, después de su eliminación, dar origen a otra sustancia, por
ejemplo, un producto de lixiviación, que posee alguna de las características arriba expuestas.
OPERACIONES DE ELIMINACION
A. OPERACIONES QUE NO PUEDEN CONDUCIR A LA RECUPERACION DE RECURSOS, EL RECICLADO,
LA REGENERACION, LA REUTILIZACION DIRECTA U OTROS USOS
La sección A abarca todas las operaciones de eliminación que se realizan en la práctica.
D1 Depósito dentro o sobre la tierra (por ejemplo, rellenos, etc.)
D2 Tratamiento de la tierra (por ejemplo, biodegradación de desperdicios líquidos o fangosos en suelos, etc.)
D3 Inyección profunda (por ejemplo, inyección de desperdicios bombeables en pozos, domos de sal, fallas geológi-
cas naturales, etc.)
D4 Embalse superficial (por ejemplo, vertido de desperdicios líquidos o fangosos en pozos, estanques, lagunas, etc.)
D5 Rellenos especialmente diseñados (por ejemplo, vertido en compartimientos estancos separados, recubiertos y
aislados unos de otros y del ambiente, etc.)
D6 Vertido en una extensión de agua, con excepción de mares y océanos.
D7 Vertido en mares y océanos, inclusive la inserción en el lecho marino.
D8 Tratamiento biológico no especificado en otra parte de este anexo que dé lugar a compuestos o mezclas finales
que se eliminen mediante cualquiera de las operaciones indicadas en la sección A
D9 Tratamiento fisicoquímico no especificado en otra parte de este anexo que dé lugar a compuestos o mezclas fina-
les que se eliminen mediante cualquiera de las operaciones indicadas en la Sección A (por ejemplo, evaporación, se-
cado, calcinación, neutralización, precipitación, etc.)
D10 Incineración en la tierra
D11 Incineración en el mar
D12 Depósito permanente (por ejemplo, colocación de contenedores en una mina, etc.)
D13 Combinación o mezcla con anterioridad a cualquiera de las operaciones indicadas en la Sección A
D14 Reempaque con anterioridad a cualquiera de las operaciones indicadas en la sección A
D15 Almacenamiento previo a cualquiera de las operaciones indicadas en la sección A
B. OPERACIONES QUE PUEDEN CONDUCIR A LA RECUPERACION DE RECURSOS, EL RECICLADO,
LA REGENERACION, LA REUTILIZACION DIRECTA Y OTROS USOS
La sección B comprende todas las operaciones con respecto a materiales que son considerados o definidos jurídica-
mente como desechos peligrosos y que de otro modo habrían sido destinados a una de las operaciones indicadas en
la sección A.
R1 Utilización como combustible (que no sea en la incineración directa) u otros medios de generar energía
R2 Recuperación o regeneración de disolventes
R3 Reciclado o recuperación de sustancias orgánicas que no se utilizan como disolventes
R4 Reciclado o recuperación de metales y compuestos metálicos
R5 Reciclado o recuperación de otras materias inorgánicas
R7 Recuperación de componentes utilizados para reducir la contaminación
R8 Recuperación de componentes provenientes de catalizadores
R9 Regeneración u otra reutilización de aceites usados
R10 Tratamiento de suelos en beneficio de la agricultura o el mejoramiento ecológico
R11 Utilización de materiales residuales resultantes de cualquiera de las operaciones numeradas R1 a R10
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 27.
R12 Intercambio de desechos para someterlos a cualquiera de las operaciones numeradas R1 a R11
R13 Acumulación de materiales a cualquiera de las operaciones indicadas en la sección B.
-----o-----
Los libros están para ayudarnos a leer la realidad. Un Sacerdote por Radio María, 6 VII 2.014.
ANEXO I.
Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América. A Guide for Methane Mitigations Projects. Gas
to Energy at Landfills and Open Dumps. EPA-430-B-96-081. Noviembre de 1.996.
Procedimientos para estimar las emisiones de biogás de un montículo grande de basura, sea un basural, sea un relle-
no sanitario. Aunque parece que el autor emplea la palabra landfill para referirse a un relleno sanitario la traducire-
mos directamente por relleno.
Existen varios métodos para estimar la producción de gas, desde estimaciones básicas de gabinete hasta ensayos re-
ales de campo. Dado que con los modelos más detallados aumentan paralelamente la confiabilidad de los resultados
y los costos, se recomienda que se haga primero una estimación básica y luego se usen métodos más detallados a
medida que adelanta la evaluación del proyecto y si éste lo justifica.
El método del IPCC para estimar las emisiones de metano desde rellenos, sanitarios o no, se usa para hacer inventa-
rios de gases de efecto invernáculo a escala nacional y no es apropiado para evaluar un relleno en particular. Existen
otros tres métodos que se pueden emplear, uno grosero de primera aproximación que no requiere conocer las carac-
terísticas de la basura a disponer y dos más detallados que se pueden ajustar al sitio en particular.
Método 1: pozos de ensayo
Es el método más confiable para estimar la cantidad de gas antes de instalar un sistema completo de captación del
biogás. Consiste en perforar pozos en ubicaciones representativas dentro del relleno y medir la calidad y el caudal de
los gases que se recojan en cada uno de los mismos. El número de pozos requeridos depende de factores tales como
el tamaño del relleno y la homogeneidad de la basura depositada en el mismo.
En países en desarrollo, para estimar la producción de gas realmente sustentable se suele dividir por dos la cantidad
de gas recogida en pozos de ensayo, con esto se busca compensar la posible falta de compactación de la basura o la
irregularidad en las cantidades de basuras distribuidas en el relleno. Además, la migración de gases dentro del relle-
no puede distorsionar los datos medidos. Si el sistema resultara que se recoge más gas del esperado se puede suple-
mentar fácilmente el sistema de recolección, lo contrario es prácticamente imposible.
Se debería determinar el contenido de metano, hidrocarburos, azufre, partículas y nitrógeno en el gas, información
útil para el diseño del sistema de procesamiento y recuperación de energía.
Método 2: aproximación grosera
El método más simple para estimar el rendimiento de gas de un relleno es suponer que cada tonelada de basura pro-
ducirá 6 m3 de gas de relleno por año. Éste es un valor empírico deducido de lo observado en muchos proyectos di-
ferentes realmente en operación. Refleja un relleno promedio que dispone de recuperación de energía y no necesa-
riamente representa exactamente a la basura, el clima y otras características de un relleno específico.
Este método de aproximación grosera solamente requiere conocer la cantidad de basura depositada en el relleno.
Idealmente esa cantidad debería tener menos de 10 años de dispuesta. Las estimaciones según este método valen en
un intervalo de + 50% y la producción se podría mantener durante 5 a 15 años, dependiendo del lugar.
Método 3: estimaciones mediante modelos
Aunque los pozos de ensayo suministran datos reales sobre la producción de gas en un momento particular, los mo-
delos de producción de gas predicen la generación de gas durante el período de llenado del relleno y luego de su cie-
rre. Estos modelos requieren como datos mínimos el tiempo de llenado, la cantidad y calidad de la basura dispuesta.
Se usan dos modelos principales para estimar las emisiones: el modelo de decadencia de primer orden y el modelo
de basura en el sitio.
El modelo de decadencia de primer orden tiene en cuenta el hecho que el metano es emitido durante un tiempo largo
y no instantáneamente. Por eso puede usarse para proyectar la producción futura de gas.
El modelo de decadencia de primer orden explica los cambios en las tasas de generación de gases durante la vida del
relleno. Por lo tanto el modelo toma en cuenta los diferentes factores que influyen sobre la tasa y el alcance de la
generación de gas. El modelo requiere que se conozcan o estimen las cinco variables siguientes: 1) la tasa promedio
anual de aceptación de residuos, 2) la cantidad de años desde que ha sido abierto el relleno, 3) la cantidad de años
desde que ha sido cerrado el relleno, si corresponde, 4) el potencial que tiene el residuo para generar metano, y la ta-
sa de generación de metano por el residuo.
El modelo de decadencia de primer orden es el siguiente:
LFG = 2 L0 R (e+kc – e-kt)
donde:
LFG = cantidad total de gas de relleno generada durante el año corriente/común, (m 3 /año),
L0 = potencial total de generación de metano del desecho avejentamiento R = tasa promedio anual de aceptación de
residuos durante la vida activa, (kg),
k = constante de decadencia para la tasa de generación de metano, (1/año),
t = tiempo transcurrido desde que se abrió el relleno, (años),
c·= tiempo transcurrido desde que se cerró el relleno, (años),
El potencial de generación de metano, L0, representa la cantidad total de metano que se espera que genere un kilo-
28. Residuos sólidos. (Versión preliminar).
gramo de residuo durante toda su vida.
La constante k de decadencia representa la tasa a la que el metano se liberará de cada quilogramo de residuo.
El modelo de decadencia de primer orden puede predecir la generación de gas del relleno con relativa exactitud si
estos términos son conocidos con certeza. No obstante, los valores de L0 y de k son muy variables y difíciles de es-
timar exactamente para un relleno en particular.
Valores sugeridos
Variables Intervalo de valores
clima húmedo clima moderadamentehúmedo clima seco
L0 (m3 CH4/kg) 0 á 0,312 0,14 á 0,18 0,14 á 0,18 0,14 á 0,18
K (1/año) 0,003 á 0,4 0,10 á 0,35 0,05 á 0,15 0,02 á 0,10
Tabla 4-2. Fuente: Landfill Control Technologies, “Landfill Gas System Engineering Design Seminar”, 1.994.
Los intervalos de valores de L0 y de k dados por un experto se muestran en la tabla 4-2; dado que estos valores de-
penden parcialmente de las condiciones climáticas locales y de la composición de la basura se recomienda que para
ajustar el intervalo de valores potenciales se consulte a otras personas en la zona con rellenos similares en los que
hayan instalado sistemas de recolección de gas.
Nótese que para condiciones climáticas diferentes el valor de L0 (la cantidad total de gas de relleno generada) per-
manece constante pero cambia el de k (tasa de generación de gas del relleno), resultando una generación más lenta
en climas secos. Dada la incertidumbre en la estimación de k y de L0 las estimaciones del caudal de gas derivadas
del modelo de decadencia de primer orden también podrían encontrarse en un intervalo de más o menos el 50%.
El “modelo de la basura en su sitio” fue desarrollado a partir de datos obtenidos en proyectos de recuperación de gas
en los EE. UU. de Norte América [USEPA, 1993ª]. Este modelo relaciona la producción de gas con la cantidad de
basura en el relleno, pero no considera el envejecimiento de la basura y los cambios de la producción de gas con el
correr del tiempo. Este modelo es como sigue:
LFG = 2 [4,32+2,91 W – 1,1 W x D]
donde:
LFG = total de gas de relleno generada en el año corriente, (10 6 m3),
W = total de basura que tiene menos de 30 años en el sitio, (106 toneladas),
D = índice de las condiciones de aridez, vale 1 si las precipitaciones son menores de 63,5 mm/año
Este modelo está prescripto solamente para rellenos grandes con el menos un millón de toneladas dispuestas. Como
lo indica la ecuación, el coeficiente de emisiones se reduce cuando el relleno se ubica en una región árida, definida
como aquella que tiene menos de 63,5 mm (25 pulgadas) de precipitaciones anuales.
Debe notarse que no se puede recolectar todo el biogás generado en un relleno. Algo del gas generado va a escapar
por la cubierta, aún en aquellas construidas más herméticamente, y por el sistema de recolección. Los sistemas más
nuevos son más eficientes que el promedio de los existentes en operación actualmente. Para un sistema de recolec-
ción nuevo que sea operado para recuperar energía se puede suponer razonablemente una eficiencia de recolección
entre el 70 y el 85%. Es decir, para determinar la cantidad potencial de gas que se puede recoger de un relleno dado,
se deberían multiplicar los valores estimados de acuerdo con los modelos de decadencia de primer orden y de resi-
duo en el sitio por valores de eficiencias de recolección en este intervalo de 70 á 85%.
La tabla 4-3 compara las estimaciones de recuperación de gas según los tres métodos indicados. Como se nota en la
misma, el método de aproximación grosera produce la estimación mínima de recuperación de gas, como tal será la
más conservadora para la evaluación de un relleno. El modelo de la decadencia de primer orden produce las estima-
ciones mayores, pero sus resultados son muy sensibles a las suposiciones sobre los tiempos de disposición del resi-
duo y la recuperación de gas. Los valores de las estimaciones de los modelos de decadencia de primer orden y de re-
siduo en el sitio indicados en la tabla 4-3 incluyen un 75% de eficiencia de recolección.
Tamaño del relleno Gas de relleno recuperado *(millones de m3 por año)
(millones de toneladas de Aproximación gro- Modelo de decadencia de primer Modelo de residuo en el
residuo) sera orden ** sitio
1,0 6 7 á 11 9 á 11
1,5 9 10 á 16 11 á 13
2,0 12 14 á 21 12 á 15
3,0 18 21 á 32 15 á 20
* Los valores de las estimaciones de gas de relleno recuperado según los modelos de decadencia de primer orden y
de residuo en el sitio incluyen un 75% de eficiencia de recolección.
** Las estimaciones según el modelo de decadencia de primer orden son promedios de 10 años. El valor menor co-
rresponde a los 10 años que siguen luego del cierre de un relleno que estuvo abierto durante 20 años. El valor ma-
yor corresponde a los 10 años que siguen luego del cierre de un relleno que estuvo abierto durante 10 años. Se su-
pone que la recepción de residuos fue constante durante el tiempo en el que el relleno estuvo abierto. Todas las es-
timaciones usan los valores medios de L0 y de k para clima moderadamente húmedo.
Nota del traductor: también existen programas de computadora que calculan las emisiones de gases de rellenos sa-
nitarios, p. ej. el llamado Landfill Gas Emissions Model (LandGEM), de la Agencia de Protección Ambiental de los
EE. UU. de Norte América, accesible gratuitamente en
 Residuos sólidos. (Versión preliminar). 29.
http://www.epa.gov/ttn/catc/products.html#software
Agradecimientos del traductor: a Dios, nuestro Señor, nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Tradujo: Ing. Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 29 VII 2.014. / 25 VI 2015
Borradores reunidos finalmente el 8 XII 2.014 fiesta de la Inmaculada Concepción de Nuestra Señora la Virgen María
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres.

---o---
Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.

Contaminación del aire - 1ª parte.

Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires,25 de Mayo del 2.000,

¡VIVA LAPATRIA!
EN SU DÍA Y SIEMPRE.

Diciembre 2.014

Contaminación del aire def bis2 Dic. 2.014 Dic. 2.014

 Contaminación del aire. 1.

CONTAMINACIÓN DEL AIRE.

Introducción.
En lo que sigue vamos a ocuparnos de la contaminación atmosférica, por lo tanto creemos conveniente repasar
el significado de algunas palabra según el Diccionario de la lengua española.[1]:
aeriforme. (Del lat. aer, -eris y -forme) adj. Fís. Parecido al aire. Fluidos AERIFORMES.
aerómetro. (De aero- y -metro.) m. Instrumento para medir la densidad del aire o de otros gases.
aire1. (Del lat. aer, -eris y este del griego ) m. Fluido que forma la atmósfera de la Tierra. Es una mezcla ga-
seosa , que, descontando el vapor de agua que contiene en muy varias proporciones, se compone aproximadamente
de 21 partes de oxígeno, 78 de nitrógeno y una de argón y otros gases semejantes a este, a que se añaden algunas
centésimas de ácido carbónico anhidro. || 2. atmósfera terrestre. Ú. t. en pl. || 3. viento. || 4. ...
atmósfera o atmosfera. (Del gr. , vapor, aire, y , esfera) f. Envoltura de aire que rodea el globo te-
rráqueo. || 2. Fluido gaseoso que rodea un cuerpo celeste. || 3. Fluido gaseoso que rodea un cuerpo cualquiera. || ...
barlovento. (Del fr. par lof , del ant. nórd. lof viento) m. Mar. Parte de donde viene el viento, con respecto a un
punto o lugar determinado. || ganar el barlovento. fr. Situarse dejando al enemigo u otra escuadra o buque a sota-
vento y en disposición de poder arribar sobre él. || 2. fig. p. us. Aventajar a otro en cualquier línea.
clima. (Del lat. clima y este del griego ) m. Conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan una re-
gión. || 2. Temperatura particular y demás condiciones atmosféricas y telúricas de cada país. ||...
climatología. (Del griego ,- , clima, y -logía) f. Tratado del clima.
contaminación. (Del lat. contaminatio, -onis. ) f. Acción y efecto de contaminar o contaminarse.
contaminar. (Del lat. contaminare. ) tr. Alterar la pureza de alguna cosa, como los alimentos, las aguas, el aire, etc.
|| 2. Penetrar la inmundicia un cuerpo, causando en él manchas y mal olor. Ú. t. c. prnl. || 3. ...
estratosfera. (Del lat. stratus , extendido, y sphaera. ) f. Meteor. Zona superior de la atmósfera, desde los 12 a los
100 kilómetros de altura.
gas. (Palabra inventada por Van Helmont, muerto en 1.644) m. Todo fluido aeriforme a la presión y temperatura
ordinarias. || 2. ...
meteorismo. (De meteoro) m. Pat. Abultamiento del vientre por gases acumulados en el tubo digestivo.
meteorito. (De meteoro) m. Fragmento de un bólido que cae sobre la Tierra, aerolito.
meteorización. f. Agr. Acción y efecto de meteorizarse la tierra.
meteorizar. tr. Causar meteorismo. 2. prnl. Agr. Recibir la tierra la influencia de los meteoros. 2. Med. Padecer
meteorismo.
meteoro o metéoro. (Del gr. , elevado en el aire.) m Fenómeno atmosférico: aéreo, como los vientos;
acuosos, como la lluvia, la nieve; luminoso, como el arco iris, el parhelio, la paraselene; eléctrico como el rayo y el
fuego de Santelmo.
meteorología. (Del gr. .) f. Ciencia que trata de la atmósfera y de los meteoros.
penacho. (Del ital. pennacchio, y este del lat. pinna, pluma.) m. Grupo de plumas que tienen algunas aves en la
parte superior de la cabeza. || 2. Adorno de plumas que sobresale en los cascos o morriones, en el tocado de las
mujeres, en la cabeza de las caballerías engalanadas para fiestas reales u otras solemnidades, etc. || 3. fig. Lo que
tiene formas o figura de tal. || 4. fig. y fam. Vanidad, presunción o soberbia.
sotavento. (Del lat. subtus, debajo de y ventus viento) m. Mar. Costado de la nave opuesto al barlovento. || 2. Mar.
Parte que cae hacia aquel lado.
telúrico. (Del lat. Tellus, Telluris, la Tierra) adj. Perteneciente o relativo a la Tierra como planeta.
tiempo (Del lat. tempus.) m. Duración de las cosas sujetas a mudanza. ||...||11. Estado atmosférico. Hace buen
TIEMPO. ||...
troposfera. (Del gr. , de girar y del lat. sphaera.) f. Meteor. Zona inferior de la atmósfera, hasta la
altura de 12 kilómetros, donde se desarrollan los meteoros aéreos, acuosos y algunos eléctricos.
--------------------------
Observemos que cuando hablamos del tiempo, en este sentido, nos referimos al estado de la atmósfera en un
momento determinado, p. ej. podemos decir del mismo: está lloviendo, hace frío, hoy hay mucha humedad, etc.
En cambio, al referirnos al clima nos referimos al conjunto de estados del tiempo en un lugar dado, p. ej. clima
tropical, árido, húmedo, con o sin estación seca, etc. Sería algo así como el promedio, durante un tiempo más o
menos prolongado, de las condiciones del tiempo.
Es conveniente recordar que la atmósfera tiene muchos kilómetros de altura, en los que sufre cambios impor-
tantes, tanto en su composición porcentual como en sus propiedades físicas, como tratamos de resumir en la tabla 1, y
de representar en la figura 1
La troposfera se extiende desde la superficie terrestre hasta 11 km ó 12 km, [1], luego sigue la estratosfera,
desde los 11 a los 50 km, la mesosfera, hasta los 85 km y la termósfera hasta unos 300 km, [4].
Otros autores dan valores algo diferentes, p. ej. Henry, J.Glynn; Heinke, Gary W., [5], informan que la tropos-
fera está cubierta por la tropopausa, que se extiende entre los 10 y los 17 km de altura, por encima de ésta está la
estratosfera, hasta la estratopausa, que va desde los 50 a los 55 km, por encima de ésta está la mesosfera, hasta los
80 km, donde la mesopausa la separa de la termósfera.
El espesor de estas diferentes capas varía con la latitud, p. ej. la altura de la troposfera es de unos 18 km en el
ecuador y de poco más de 8 km en los polos, [59].
Contaminación del aire. 2.

En la troposfera se acumula aproximadamente el 90 % de la masa gaseosa de la atmósfera y prácticamente

todo el vapor de agua; en ella tiene lugar el intercambio de calor entre la atmósfera y la superficie de la tierra o el
mar, [4].
La tropopausa se caracteriza por vientos muy fuertes, es la altura de crucero de los aviones a reacción, [5].
H (km) H2 He A O2 N2 p t
0 0,01 0,93 20,94 78,09 760 14
5 0,01 0,94 20,94 77,89 405
10 0,01 0,94 20,99 78,02 168 -56
20 0,04 0,59 18,1 81,24 40,99 -56
32 -45
40 0,67 0,01 0,22 12,61 86,43 0,403
47 -3,5
52,5 -3,5
60 10,69 0,1 0,03 7,7 81,33 0,0935 -18
62 -20
80 65,11 0,47 1,86 32,39 0,0123 -93
90 -93
100 96,31 0,56 0,11 2,97 0,0067 -64,8
105 -37
120 99,35 0,46 0,19 0,0052
140 99,63 0,36 0,01 0,004
Gases (% en volumen) y presión (mm de Hg) según Duval,[2]. Temperatura (ºC) según Margalef, [3].
Tabla 1 : Principales características de la atmósfera en función de la altura.

Fig. 1. Principales características de la atmósfera en función de la altura.

En una capa de unos 20 km de espesor ubicada en la estratosfera se encuentra el 90% del total del ozono at-
mosférico, [6], esta capa se extendería, según los distintos autores, aproximadamente de 20 á 50 km de altura, [7], o
de 40 á 50 km de altura, [8], o entre 30 y 50 km sobre el suelo, [3], donde el ozono alcanzaría concentraciones de 5
ppm en volumen, [5], o de 0,1 hasta 10 ppm, [9]. El ozono absorbe la radiación solar de 230 á 310 nm, que no es
absorbida por otros componentes de la atmósfera y tiene importantes efectos biológicos, ya que pueden destruir
macromoléculas orgánicas como las de proteínas y ácidos nucléicos, resultando letales para las células, incluso la
exposición a los rayos de onda más larga, entre 290 ý 320 nm, o ultra violetas B, durante un período suficientemente
prolongado conduce a cambios celulares en organismos superiores, como plantas, animales e, incluso, el ser
humano, [6]. Este ozono estratosférico se produce principalmente por fotodisociación del oxígeno molecular seguida
por la reacción del oxígeno atómico resultante con moléculas de oxígeno, [9].
Por otra parte, la concentración de ozono en la troposfera varía entre 0,02 ý 0,1 ppm, pudiendo triplicarse en
áreas urbanas contaminadas, [9].
No obstante todo lo explicado, resulta de particular interés para nuestro estudio la llamada "capa límite", que,
como veremos luego, ocupa los primeros centenares de metros de altura en la atmósfera, en ella son vertidos los
 Contaminación del aire. 3.

contaminantes y en su parte inferior vivimos, no olvidemos que los organismos "terrestres" somos a la atmósfera lo
que los seres bentónicos son al medio líquido.
En lo que sigue nos ocuparemos de la contaminación del aire o sea de la alteración de la pureza de la envoltura
gaseosa que rodea el globo terráqueo.
Contaminación del aire.
Según la Ley Nº 20.284 de la República Argentina: "Se entiende por contaminación atmosférica la presencia
en la atmósfera de cualquier agente físico, químico o biológico, o de combinaciones de los mismos en lugares, for-
mas o concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, seguridad o bienestar de la población, o
perjudiciales para la vida animal y vegetal o impidan el uso y goce de las propiedades y lugares de recreación.", [64].
Podríamos definir como contaminantes atmosféricos a aquellas substancias que transforman el estado de
equilibrio que naturalmente reina en la atmósfera. En un sentido más amplio se puede incluir a cualquier ente que
modifique dicho equilibrio, como podría ser el ruido o el calor.
En la atmósfera existen substancias que modifican el estado de equilibrio natural originadas tanto en procesos
naturales como artificiales. P. ej. el SO2 puede originarse tanto en procesos naturales, por ejemplo volcánicos, [55] o
biológicos, [31], como por acción humana. En la tabla 2 encontramos un buen resumen de las cantidades de dife-
rentes substancias emitidas natural y artificialmente.
Substancia emitida Naturalmente Artificialmente Elemento emitido B como % de A + B Año de la in-
(A) (B) por A + B formación
106 tonelada/año 106 tonelada/año 109 tonelada/año
Dióxido de carbono 600.000 22.000 Carbono: 169 3,5 1.979
(CO2)
Hidrocarburos 2.600 90 3 1.979
( CnHm)
Óxidos de nitrógeno 770 53 Nitrógeno: 0,25 6,5 1.970
(NO + NO2) Como
NO2
Óxido nitroso (N2O) 145 4 Nitrógeno: 0,09 3 1.979
Amoníaco (NH3) 1.200 7 0,6 1.980
Compuestos del azu- 400 150 Azufre: 0,184 27 1.972
fre (SO2, SO3, SO42- ,
H2S) , como SO42-
Tabla 2. Emisiones totales, naturales y artificiales, [56].
Reservaremos la denominación de contaminantes para aquellas substancias originadas en la actividad humana,
no biológica y, por lo tanto, que, de alguna manera, se pueden evitar. Así, según nuestro criterio, el anhídrido
carbónico resultante de la respiración humana no es un contaminante, pero sí lo es el proveniente de una estufa para
calefacción.
A los contaminantes del aire los podemos clasificar:
primarios partículas sólidas o líquidas
según su origen inmediato : según su estado físico:
secundarios gases y vapores
orgánicos vivos
según su composición química: según su estado biótico:
inorgánicos no vivos
Como veremos luego, según su origen inmediato se dirá que un contaminante es primario si se origina direc-
tamente en la fuente, es decir ejerce su acción tal y como sale de la fuente; pero muchas veces un contaminante pri-
mario reacciona en la atmósfera para dar un contaminante secundario, cuyo origen inmediato sería, entonces, una
reacción habida en la atmósfera.
Según su estado físico los contaminantes del aire se pueden clasificar en:
1. partículas, o sea partes pequeñas de materia, pueden ser:
1.1 líquidas, que forman nieblas y brumas,
1.2 sólidas, que dan lugar a polvos y humos.
2. gases y vapores.
Según su estado biótico se pueden diferenciar entre:
1. vivos, p. ej. bacterias, esporas de hongos,
2. no vivos, p. ej. partículas de arcilla.
Hay que destacar que los contaminantes no vivos pueden arrastrar a otros vivos, que incluso pueden dotarlos
de una peligrosidad que por sí no tenían, p. ej. las gotitas resultantes del estornudo de una persona enferma con tu-
berculosis.
Según su composición química se pueden distinguir entre:
Contaminación del aire. 4.

1. substancias inorgánicas, p. ej. óxidos de nitrógeno, partículas minerales,

2. substancias orgánicas, p. ej. fibras de algodón, solventes orgánicos.
Cuando tratemos de los gases de escape profundizaremos algunas de estas ideas, en particular en lo atinente a
los aerosoles, entendiendo por tales a las suspensiones de partículas en un gas.
En general en todo problema de contaminación aparecen estas tres fases fundamentales: la fuente , el medio y
el receptor;a las que debemos agregar una cuarta, de ubicación variable: el sumidero que, como veremos luego, se
puede confundir con el medio o el receptor o bien tener entidad propia.
En estas fases tienen lugar los siguientes procesos principales
en la fuente: la emisión del contaminante;
en el medio: su transporte, dispersión, transformación, y, eventualmente, remoción,
en el receptor: el contaminante produce el efecto y aparece la inmisión, y
en el sumidero: su retención, con o sin transformación química.
Esto vale para todos los tipos de
contaminación ambiental. P. ej. en la
atmósfera las fuentes de contaminación
pueden ser procesos industriales, el me-
dio es la atmósfera misma y los recepto-
res son los seres vivos o las cosas, que
además de sufrir los efectos de los con-
taminantes los retienen, por lo que tam-
bién son sus sumideros; como tratamos
de representar en la figura 2..
Figura 2. Conceptos básicos.
En rigor, la distinción entre receptor y sumidero radica fundamentalmente en el objetivo con el cual encaramos
el problema, p. ej. si buscamos estimar efectos estaremos pensando fundamentalmente en receptores, pero si
estudiamos el destino de una substancia dada en la atmósfera, hablaremos principalmente de sumideros; así si de-
seamos conocer qué puede suceder en las comunidades vegetales si se incrementa la concentración de anhídrido
carbónico en la atmósfera estaremos pensando en sus efectos, por lo tanto las plantas sería los receptores, pero éstas
emplean dicho gas en la fotosíntesis, con lo cual retienen sus componentes como materia orgánica, con lo cual las
estaríamos pensando como sumideros del anhídrido carbónico.
Si no existen las fuentes no existen los contaminantes que ellas desprenden y, por lo tanto, tampoco la con-
taminación. Si no existe el medio no habrá nexo entre la fuente y el receptor por lo tanto no existe contaminación, p.
ej. pueden existir fuentes que arrojen efluentes líquidos a un río y si éste se seca en determinado momento, no podrá
llegar el contaminante al receptor (habría que analizar qué sucederá cuando se restablezca el caudal de agua). Si no
existe receptor no existen los efectos de la contaminación y, por lo tanto, no existirá contaminación, pero, cuidado,
en el caso de la atmósfera el medio mismo puede ser y, en general lo es, un receptor, pues sufre transformaciones
por la contaminación. En el caso del río es medio y receptor al mismo tiempo, aunque, además pueden existir
receptores incluso fuera de él, como un animal terrestre que bebe sus aguas.
Fuente: manantial de agua que brota de la tierra.||... ||8. fig. Principio, fundamento u origen de una cosa. || 9.
fig. Aquello de que fluye con abundancia un líquido. ||, [1]. En nuestro caso es aquel lugar, instalación o aparato
desde donde los contaminantes se desprenden a la atmósfera.
El proceso que tiene lugar en las fuentes es la emisión, entendiendo por tal a la acción y efecto de emitir, es
decir de arrojar, exhalar o echar hacia afuera una cosa, [1].
Se puede clasificar a las fuentes según:
a) su estado de movimiento o ubicación en el espacio y
b) el sistema de captación aplicable.
En cuanto a las emisiones las podemos distinguir conforme a:
1) su continuidad en el tiempo y
2) su predecibilidad.
Según su estado de movimiento o ubicación en el espacio las fuentes pueden ser:
fijas: que, a su vez, y teniendo en cuenta la forma de su proyección sobre el plano horizontal, pueden ser:
puntuales: cuando su proyección es un punto, p. ej. una chimenea;
lineales: si su proyección es una línea, p. ej. las claraboyas de fábricas que ocupan galpones muy alar-
gados, como las fábricas de aluminio, forman, en conjunto, una fuente lineal, también constituyen fuentes lineales
las rutas muy transitadas, donde, si bien cada vehículo es una fuente puntual y móvil, en su conjunto integran una
fuente lineal, así se han hecho estudios, p. ej. de concentración de plomo en sangre humana de los habitantes según
la distancia de sus casas a una ruta;
de área: en el caso de que la proyección horizontal cubra una superficie relativamente extensa, p. ej. una
ciudad es una fuente de área, pese a estar constituida por innumerables fuentes de diferentes características
 Contaminación del aire. 5.

individuales; otros ejemplos de fuentes de área lo constituyen los basurales y las lagunas para tratamiento de
efluentes.
En cada caso el estudio en particular definirá cómo se considerará una fuente. P. ej. si consideramos el efecto
de una ciudad sobre su entorno ella será una gran fuente de área, en la que, probablemente, resalten algunas fuentes
puntuales, como las chimeneas de grandes centrales termoeléctricas, y lineales, como las rutas que la vinculan con el
resto del país; pero si queremos evaluar el cumplimiento de normas de emisión de contaminantes por un automóvil
en particular éste será considerado como una fuente puntual.
móviles: que, a su vez, pueden clasificarse según:
su ciclo termodinámico, a saber Diesel, Otto, etc., dado que los motores desprenden contaminantes di-
ferentes y característicos según el ciclo con el que trabajen, pues diferentes son los combustibles, las condiciones
físicas y químicas de las combustiones, etc.
En el anexo 1 incluimos algunos detalles sobre este tema y posibles medidas para la reducción de la contaminación de
este origen.
la carga transportada. Al respecto debe tenerse en cuenta que los recipientes pueden tener conductos
de venteo, por donde salen, p. ej. hidrocarburos, haber quedado mojados exteriormente luego de su carga,
evaporándose estos restos durante el recorrido, desprender polvo, si no están bien cerrados, etc. Además, en caso de
accidente, como consecuencia de derrames pueden constituir fuentes graves de contaminación, en general puntuales,
aunque, eventualmente, de otras formas. Así pueden llegar a la atmósfera los productos transportados o bien otros
que se originen en su combustión u otra reacción química.
Es fundamental conocer y respetar las normas de embalaje, envasado, identificación, segregación, y manipuleo
de cargas. Una buena documentación sobre el tema se puede tener recurriendo, p. ej. a los trabajos de nuestra
Prefectura Naval Argentina y, por su intermedio, a los de la Organización Marítima Internacional, que aunque re-
feridos estrictamente al transporte naval, se pueden aplicar perfectamente al terrestre. En el anexo 2 se incluye un
resumen de la clasificación hecha en el "Código marítimo internacional de mercaderías peligrosas", [28] , de apli-
cación obligatoria en nuestro país.
En la figura 3 hemos tratado de esquematizar algunas de estas fuentes.

Fig. 3. Diferentes tipos de fuentes.

Según el sistema de captación aplicable las fuentes pueden ser, [10]:
puntuales de proceso: en general están definidas individualmente y emiten los contaminantes mediante
chimeneas o tubos de venteo, p. ej. columnas de destilación, hornos, calderas, condensadores. Se pueden controlar
usando sistemas de tratamiento de gases de escape adosados a las mismas.
fugitivas de proceso: como las anteriores están definidas individualmente, pero en general carecen de un
punto a propósito por donde sale el contaminante, por lo el mismo debe captarse mediante campanas, cabinas, etc.
para, luego, ser tratado. A este grupo pertenecen bombas, válvulas compresores, ventiladores, que, al perder por las
empaquetaduras de sus ejes, se transforman en fuentes emisoras, también pertenecen a este grupo las lumbreras y las
bocas de carga y descarga de equipos.
fugitivas de área: se caracterizan por la gran superficie desde la que se emiten los contaminantes. En ge-
neral son grandes fuentes, p. ej. las lagunas de tratamiento de efluentes líquidos, los caminos, las pilas de materias
primas, los campos agrícolas, las demoliciones, etc.
Normalmente resulta difícil evitar este tipo de emisiones, p. ej. para las pilas de materiales pulverulentos se
puede recurrir al humedecimiento con agua dulce o de mar, que aumenta la masa de las partículas y las une entre sí;
existen aditivos para agregar al agua, como cloruro de calcio o de magnesio, que aumentan la retención de humedad,
o derivados de la lignina, de resinas y polímeros sintéticos que adhieren las partículas actuando como adhesivos; en
estos casos deben cuidarse los efectos ambientales de tales substancias, incluso las hay prohibidas, por ciertas
legislaciones, p. ej. el uso del aceite usado está prohibido para tal fin en el estado de Washington , en los EE. UU. de
Norte América; también se puede recurrir a cubiertas de materiales adecuados, en general plásticos, [74], e, incluso,
a techar las pilas.
Para el caso de espejos de agua, como las lagunas y obras similares para tratamientos de efluentes, también
se las puede techar o bien se las puede cubrir con una capa de esferas flotantes, que, por ejemplo,permite reduccio-
nes de más del 98% de la concentración de SH2 en el aire suprayacente, [75].
Contaminación del aire. 6.

Según su continuidad en el tiempo las emisiones pueden ser:

continuas: cuando los contaminantes salen de la fuente en forma más o menos continua, aunque pueda
haber grandes variaciones temporales, tanto de cantidad como de calidad de los efluentes. P. ej. en el caso de las
provenientes de una central térmica de base.
intermitentes: en este caso puede haber tiempos más o menos largos durante los que no salen contaminan-
tes y otros durante los que sí salen. A su vez se pueden dividir en:
periódicas: cuando la salida de contaminantes se repite cada cierto período dado, p. ej. las emisiones de
una central termoeléctrica de punta, que entra en servicio regularmente aproximadamente a las 2100 y sale de
servicio a las 2330, para satisfacer el pico de carga correspondiente.
no periódicas: cuando la salida de los contaminantes se produce en un momento cualquiera, p. ej. las
originadas en el soplado de una caldera.
Según su predecibilidad las emisiones pueden ser:
predecibles: cuando la salida los contaminantes resulta de la operación normal del sistema emisor. P. ej. la
chimenea de un horno; cada vez que está en operación el horno salen por su chimenea determinados contaminantes.
Normalmente éstas son las más controlables de las fuentes y, mediante medidas que luego veremos, puede anularse
o reducirse notablemente la cantidad de contaminantes liberados.
impredecibles: resultan de accidentes.
En determinadas circunstancias se pueden determinar sitios donde la posibilidad de ocurrencia de accidentes
son mayores, incluso los posibles contaminantes a desprender, p. ej. si por determinada ruta transitan normalmente
camiones tanque llevando gas cloro hay cierta probabilidad que a lo largo de la misma puedan accidentarse, rom-
perse los cilindros de gas y desprenderse la carga, incluso en determinados puntos de la ruta la probabilidad puede
ser mucho mayor. En otras circunstancias lo que se puede estimar es el momento de mayor probabilidad de ocu-
rrencia del accidente, p. ej. durante la ejecución de determinadas tareas de mantenimiento hay mayor posibilidad de
ocurrencia de incendios. En algunas oportunidades se pueden estimar lugares y momentos de mayor probabilidad de
accidentes, como puede ser, en el caso de la ruta, los cruces importantes y durante la noche o primeras horas de la
madrugada; o en una fábrica el lugar donde se almacenan combustibles y durante la carga o descarga de los mismos.
En cualquiera de estos casos se deberá contar con planes de contingencia debidamente elaborados, ensayados y
operativos.
Medio: es lo que está entre dos extremos, en el centro de algo o entre dos cosas; ||...|| una substancia fluida o
sólida en que se desarrolla un fenómeno determinado, ... [1].
Para lo que estamos tratando, el medio es la atmósfera, y en ella la substancia emitida en la fuente sufre trans-
porte, dispersión, transformación, y, eventualmente, remoción.
Si bien, tal como vimos en las primeras páginas, la atmósfera tiene varios centenares de kilómetros de altura, se
puede suponer que los gases de escape emitidos cerca del suelo, por ejemplo desde un automotor o una chimenea, se
dispersan dentro de la llamada capa límite.
Capa límite, capa límite superficial, de mezcla o de Ekman: son diferentes maneras de denominar a la porción
más baja de la atmósfera en la cual las propiedades del flujo del aire están determinadas por la fricción aerodinámica
contra el suelo y por la estratificación por densidad, que, a su vez, es función de la temperatura y varía a lo largo del
día y con el flujo de aire desde zonas calientes o frías. En esta capa se encierra aproximadamente un 10 % de la masa
de la atmósfera. Por encima se extienden capas con estratificación estable, debida a diferencias de densidad, y
carentes de turbulencia, [50]. En estas capas superiores los vientos se pueden calcular por las diferencias de presión,
originadas por diferencias de temperatura entre las masas de aire, tal como surgen de las cartas meteorológicas, y
por el efecto de la rotación terrestre, son los vientos geostróficos, en cambio en la capa límite la presión es
aproximadamente constante y el efecto de la rotación terrestre despreciable, [51].
El espesor de la capa límite es muy difícil de determinar, [39] y varía según los autores. Pasquill y Smith in-
forman que el espesor de la capa límite durante el día puede alcanzar desde 500 á 2.000m , aumentando excepcio-
nalmente cuando hay formación de cúmulos y aguaceros; pero puede desaparecer durante la noche, especialmente si
no hay nubes y la brisa es suave, [50].
Por su parte Sutton la divide en una capa límite superficial, desde el suelo hasta unos 100 m o más, donde la
estructura del viento está determinada fundamentalmente por el gradiente de temperaturas y la naturaleza de la su-
perficie, además en ella la fuerza de corte es constante; por encima y hasta los 500 á 1.000 m hay una región de
transición, en la cual la fuerza de corte es variable y la estructura del viento está determinada por el gradiente de
temperatura, la naturaleza de la superficie y la rotación terrestre. Al conjunto de la capa límite superficial y de la de
transición el Dr. Sutton la llama capa límite planetaria, y la extiende entre el suelo y 500 á 1.000m, [51].
Transporte: es la acción y efecto de llevar cosas o personas de un paraje o lugar a otro, [1]. En nuestro caso
comprendería las acciones que mueven al contaminante alejándolo de la fuente.
El transporte se debe al movimiento medio del aire, o viento medio, y resulta del movimiento del centro de
gravedad de la nube contaminante sobre distancias que pueden ser de sólo pocos kilómetros (como en el transporte a
corta distancia) o de algunos cientos hasta más de algunos miles de kilómetros (como en el caso de transporte a
largas distancias), [12]. Normalmente en el primer caso se produce dentro de la capa límite y por encima de ella en
el segundo.
 Contaminación del aire. 7.

Se llama turbulencia a las desviaciones del movimiento del aire alrededor de la velocidad media del viento,
ocurre tanto en dirección horizontal como vertical. En la horizontal, la turbulencia puede ocurrir en escalas del ta-
maño de la nube contaminante, lo que la mueve como un todo, o en escalas mucho menores, lo que hace que dicha
nube se difunda y ensanche horizontalmente. En la vertical, la turbulencia produce un incremento de la altura de la
nube contaminante a medida que se aleja de la fuente; sin embargo este desarrollo vertical es limitado y casi siempre
está confinado a la capa límite, [12].
Dispersión: acción y efecto de separar y diseminar lo que estaba o solía estar reunido... [1]. En nuestro caso
básicamente es la mezcla del contaminante con los gases de la atmósfera a medida que se aleja de la fuente.
Influyen las condiciones de la atmósfera, la topografía y la geografía, etc. La topografía y la geografía tanto del
lugar donde se ubica la fuente como por sobre el cual se transporta y dispersa la nube contaminante, p. ej. pro-
ximidad de un río, del mar, de zonas montañosas, urbanas, etc.
Transformación: es la acción o el efecto de hacer cambiar de forma a una persona o cosa, de transmutar una
cosa en otra, es decir de mudar o convertir una cosa en otra, [1]. En nuestro caso entenderemos por
"transformación" al cambio químico o físico que sufren las substancias en la atmósfera.
Los sistemas de reacciones químicas que sufren los contaminantes en la atmósfera son muy complejos y se
conocen parcialmente, p. ej. las oxidaciones atmosféricas de los compuestos orgánicos volátiles han sido represen-
tadas por el modelo de trayectoria fotoquímica de Harwell, el cual describe el transporte del ozono y del nitrato de
peroxiacetilo sobre Europa y contiene 384 especies químicas y 684 reacciones químicas, [30].
Los mecanismos de reacción pueden seguir diferentes caminos; por ejemplo parece que los sufridos por el SO2,
aunque no son bien conocidos, se pueden agrupar en cuatro grandes conjuntos: reacciones en fase gaseosa
homogénea; reacciones en la interfase heterogénea gas - sólido; reacciones catalizadas en fase líquida y reacciones
no catalizadas en fase líquida, [33].
Además, los sistemas de reacciones de los diferentes contaminantes están relacionados entre sí y con las es-
pecies químicas que existen naturalmente en la atmósfera, p. ej. los radicales libres inorgánicos, tales como HO ó
HO2 , u orgánicos, como el CH3O2 y otros peroxilos orgánicos, son comunes a los mecanismos de reacción del
dióxido de azufre, de los óxidos de nitrógeno y de los compuestos orgánicos volátiles, [33].
Recordemos que se llaman radicales libres a cualesquiera de una variedad de átomos o moléculas muy reacti-
vos caracterizados por tener un electrón no apareado, [63]. Los radicales libres resultan de la rotura de una unión
covalente quedando con un electrón cada uno de los fragmentos formados, p. ej.: A:B A + B en donde por
rotura del enlace covalente entre los grupos A y B, representado por : ; se forman los radicales libres A y B , la
gran reactividad de los radicales libres se origina en la tendencia de los átomos a completar su capa electrónica y
determina que la existencia de dichos radicales libres sea muy breve, [65].
La ruptura de una unión entre dos átomos como consecuencia de la cual cada fragmento formado se lleva un
electrón, como la que vimos para la formación de los radicales libres, se llama homólisis, comúnmente las reacciones en
fase gaseosa ocurren de esta forma, siendo, en
la atmósfera, la luz solar la que provee la
energía necesaria para iniciar la reacción, por lo
que se las llama reacciones fotoquímicas, [65]
y [66] . Como consecuencia de este tipo de
reacciones la composición atmosférica cambia
a lo largo del día, como tratamos de representar
en al figura 4.
Fig. 4. Ejemplo de los cambios que, durante
el día, sufren las concentraciones de
algunos contaminantes en el aire de la
ciudad de Los Ángeles, [54].
Cuando los productos de la reacción entre gases tienen presiones de vapor suficientemente bajas y, además,
sus concentraciones alcanzan la sobresaturación se unen formando partículas que, al quedar en suspensión en el aire,
forman aerosoles. Recordemos que se llaman aerosoles o sistemas aerodispersos a aquellos sistemas dispersos
constituidos por un medio en fase gaseosa y una fase dispersa líquida o sólida.
Parecería haber una unión homogénea en la cual la formación de partículas se produce por la aglomeración
molecular de vapores sobresaturados, en ausencia de partículas o iones extraños, p. ej. se forman partículas con
moléculas de H2SO4 producidas por la reacción del radical HO con moléculas de SO2 ; y una unión heterogénea
cuando la condensación de las moléculas de un vapor sobresaturado se produce sobre partículas; p. ej. durante el
enfriamiento de gases de escape emitidos por usinas térmicas se produce la condensación de moléculas de H2SO4
sobre pavesas. Para que se produzca una unión heterogénea deben abundar las partículas o iones extraños y la
sobresaturación de los vapores debe ser inferior a la mínima necesaria para la unión homogénea, [33].
Los gases también pueden interactuar con partículas preexistentes, por ejemplo por adsorción, absorción o
condensación; cualesquiera de ellas pueden estar seguidas por reacciones químicas, [33].
Como consecuencia de las transformaciones que hayan sufrido a partir de su fuente, se pueden clasificar a los
contaminantes en primarios y secundarios.
Contaminación del aire. 8.

Contaminantes primarios: los llamaremos primarios en tanto ejerzan su acción tal y como salen de la fuente.
Contaminantes secundarios: son los que resultan de la reacción de los contaminantes primarios entre sí o con
los componentes normales de la atmósfera.
Las principales características de los contaminantes secundarios son:
1) su formación en general es más o menos lenta, los contaminantes primarios pueden persistir meses sin
transformarse;
2) en general se los encuentra lejos de la fuente;
3) como consecuencia del punto anterior, en general las fuentes resultan difíciles de controlar;
4) por la diversidad de vías de formación, un mismo contaminante primario puede dar lugar a diferentes
contaminantes secundarios;
5) un mismo contaminante primario puede actuar de distinta manera, p. ej. localmente, para producir smog,
o a distancias grandes originando lluvia ácida.
Como vimos, las reacciones que llevan de los contaminantes primarios a los secundarios pueden ser simple-
mente reacciones químicas o bien intervenir en ellas la luz, llamándose entonces fotoquímicas.
P. ej. el bióxido de azufre puede sufrir oxidación química en la obscuridad, catalizada p. ej. por iones Mn 2+ ó
Fe3+ ,en solución acuosa formada en gotitas suspendidas en el aire, según la: 2 SO2 + O2 2 SO3 .
Pero también sufre oxidación fotoquímica conforme con la reacción endotérmica: SO 2 + O2 SO3 + O; ex-
perimentalmente la longitud de onda de la luz fue del orden de 0,3 m á 0,4 m, [29].
Como ejemplos podemos resumir muy esquemáticamente:
a) en grandes áreas, incluso a muchos kilómetros de distancia de las fuentes, normalmente dotadas de chimeneas
altas, podemos encontrar a la lluvia ácida: SO 2 O + luz SO3 H O H 2SO 4 y NOx OH
2 2
HNO3
b) en zonas urbanas y suburbanas, normalmente dotadas de fuentes a muy baja altura, como los automotores o las
chimeneas domiciliarias, podemos encontrar diferentes tipos de smog mezclas complejas de gases, nieblas y humos,
p. ej.:
smog fotoquímico o tipo Los Ángeles:
O2 +luz
NO2 NO2 + O3 y O3 + hidrocarburos acetaldehído + formaldehído + acroleína + ...
smog tipo Londres: SO 2 + hollín + niebla
Debe observarse que incluso una misma substancia puede ser contaminante primario o secundario, p. ej. si de
un proceso hay una fuga de ácido sulfúrico éste será contaminante primario, si, en cambio, es consecuencia de la
oxidación del bióxido de azufre y posterior hidratación, formando parte de una lluvia ácida, será contaminante se-
cundario.
Entenderemos por remoción a la acción o el efecto de pasar o mudar una cosa de un lugar a otro, [1], en
nuestro caso el contaminante de la atmósfera a otro medio, es decir al sumidero.
En la remoción de contaminantes de la atmósfera pueden intervenir fenómenos físicos, químicos, biológicos,
fotoquímicos, etc. Por ejemplo: 1) el lavado por la lluvia y la precipitación en general; 2) la propia acción de la
gravedad, 3) la absorción por las aguas, 4) la transformación biológica del contaminante, 5) la adsorción sobre su-
perficies sólidas.
Se habla de depósito húmedo para referirse al arrastre del contaminante mediante el agua, p. ej. de la lluvia, la
nieve, etc.; sea directamente, por que se absorbió a las gotas respectivas o quedó atrapada por las mismas, en el caso
de partículas, sea indirectamente, cuando el contaminante se une primero a las partículas y luego éstas son
arrastradas por el agua, este último es el caso de compuestos orgánicos y de ciertos metales, [61] y [63].
En cambio se dice que es un depósito seco cuando se habla del pasaje de materia desde la atmósfera hacia el
suelo, el mar, etc. por procesos diferentes a la precipitación; p. ej. las partículas que sedimentan por gravedad, la
absorción de los gases en el agua de ríos, lagos, mares, etc., [61] y [63].
Otros autores, [67], definen un depósito total como la suma del depósito seco (flujo turbulento de gases y
partículas hacia la superficie), más el depósito húmedo (mediante la lluvia, la nieve o el granizo) más el depósito por
la niebla y las nubes.
Las transformaciones de los contaminantes están muy asociadas a su remoción p. ej. la oxidación del monóxi-
do de carbono, CO, por radicales hidroxilo, OH , sería el principal sumidero del CO, estimándose que de esa forma
desaparecen unos 2.200 Tg/año, pero no es el único sumidero de ese gas, unos 250 Tg/año serían atrapados por los
suelos y unos 100 Tg/año se perderían a la estratosfera; en contrapartida los suelos áridos serían capaces de emitir
CO a la atmósfera, [34].
Sumideros: si bien un sumidero es el conducto o canal por donde se sumen las aguas, es decir se hunden o
meten debajo de la tierra o del agua, [1]; por extensión, en nuestro caso son aquellos lugares en donde desaparecen
los contaminantes, [11].
Los sumideros pueden ser sólidos, ó líquidos. Entre los sólidos tenemos la vegetación, p. ej. capaz de retener el
CO2 , el suelo, las construcciones, etc. A los líquidos corresponden, entre otros, las grandes extensiones de agua,
como los mares, los océanos, etc. Así, p. ej. se considera que los océanos son el mayor sumidero para el CO2 at-
mosférico, aunque hay controversias sobre la magnitud de su acción, [31] .
Debemos notar que un sumidero también puede ser una fuente, ya que si bien retiene un contaminante también
puede liberarlo, así, p. ej. en el lago Superior, en Estados Unidos de Norte América, el principal ingreso de bifenilos
 Contaminación del aire. 9.

policlorados (BPC su sigla en castellano, ó PCB en inglés) estaría dado por depósito atmosférico, sea por lluvia o
nieve, así como mediante partículas sólidas, y el principal egreso también sería a la atmósfera, por evaporación,
alcanzando cantidades unas 4 á 5 veces mayores, como hemos tratado de representar en la figura 5, observemos, de
paso, la gran discrepancia en los valores que puede haber entre diferentes autores, según el método de cálculo o
estimación que usen, además, aparentemente habría un problema con la suma de las cantidades que se depositan, es
decir 125 + 32 = 157 y no 167, [61] ý [62].
La retención es la acción y el efecto de detener, conservar, guardar en sí, [1]; en nuestro caso es el guardar un
sumidero al contaminante, conservarlo.
P. ej. cuando una planta emplea el anhídrido carbónico en la fotosíntesis, de alguna manera lo "retiene",
transformado, en la materia orgánica, esta retención puede ser muy breve, si el anhídrido carbónico vuelve al medio,
ya sea respiración de la propia planta o de otro ser vivo, ya sea por combustión natural, en un incendio de bosques, o
artificial, al usársela como leña; o ser muy prolongada, cuando los tejidos vegetales se acumulan para dar origen a la
turba, el lignito, la huya, etc.; incluso prácticamente perpetua.

Fig. 5 Balance de masas de bifenilos policlorados

en el lago Superior, adaptada de [61] ý [62].*
*Nota: para el balance de masa supusieron despreciable
la degradación por acción biológica o por reac-
ciones químicas.

Vida media del contaminante en la atmósfera: es el tiempo necesario para que la cantidad de contaminante
existente en un momento dado se reduzca a la mitad, [11]. También se la define como el tiempo promedio de
permanencia de una molécula de un gas en la atmósfera y se lo calcula como el número de años que se necesitarían
para que se remueva de la atmósfera 1/e del gas, [9]; recordemos que e vale 2,71828 , [76].
Es un concepto que aparece junto con el de la remoción y los sumideros, ya que una vez emitido el contami-
nante en la atmósfera tiene un tiempo de residencia en la misma para luego desaparecer en los sumideros.
La vida media de los distintos contaminantes puede ser muy diferente. En la tabla 3 reunimos algunos valores
indicativos, [9].
Incluso, mientras la vida media del ozono en sí es de algunas horas, la del conjunto ozono más oxígeno ató-
mico depende mucho de la capa de la atmósfera que se considere, variando de alrededor de una hora en la estratos-
fera superior, a los meses en la estratosfera inferior, y de horas a días en la troposfera, [9] .
En el caso del monóxido de carbono se ha calculado que la vida media promedio global puede ser de dos me-
ses, pero puede variar mucho según la estación del año y la latitud; sería de más de un año durante el invierno en
latitudes altas y medias; pasando a unos dos meses durante el verano en latitudes medias y, probablemente, a un
mes, en los trópicos; estos valores reflejan las variaciones estacionales de los radicales hidroxilo en diferentes lati-
tudes, [34].
Especie química: Vida media
hidroxilo (OH) de segundos a algunos minutos
dióxido de azufre (SO2 ) ~ 5 días ( ~ 1 día en zonas de fuentes antropogénicas)
monóxido de carbono (CO) ~ 0,4 año (hasta un mínimo de ~ 0,1 año en los trópicos)
metano (CH4 ) 7 á 10 años
tricloro-fluoro metano, conocido como CFC-11 (CFCl3 ) ~ 75 años
dicloro-difluoro metano, conocido como CFC-12 (CF2Cl2 ) ~ 110 años
halocarburos bromurados:
bromo-cloro-difluorometano (CF2ClBr ) ó halón 211 ~ 12 á 15 años
bromo-trifluorometano (CF3Br ) ó halón 301 ~ 110 años
óxido nitroso (N2O ) ~ 150 años
Tabla 3. Algunos valores de vida media de substancias químicas en la atmósfera, [9].
Receptor: dice el Diccionario que recepta o recibe. || ..., [1].
Contaminación del aire. 10.

"Receptar" deriva del latín receptare: recoger frecuentemente o con fuerza, volver a tomar. || Dar refugio, en-
cubrir, ocultar. || ..., [24] y [25]. En cambio "recibir" lo hace de recipere: volver a tomar, recibir, aceptar. ||Recobrar.
||... [24] y [25].
Y en castellano: receptar. Der. Ocultar o encubrir delincuentes o cosas que son materia de delito. || 2. recibir,
acoger... Receptador, ra. Der. Persona que oculta o encubre delincuentes o cosas que son materia de delito.
Recibir. Tomar uno lo que le dan o le envían. ||...|| 4. Padecer uno el daño que otro le hace o casualmente le
sucede. || 5. Admitir dentro de sí una cosa a otra; como el mar, los ríos etcétera. ||...
Evidentemente podemos entender como receptor a todo un ente que recibe una substancia emitida a la atmós-
fera. Puede ser, p. ej., una persona o un animal que aspira el contaminante y se deteriora su salud, se le irritan los
ojos o la piel; o una planta cuya apariencia, salud o forma resultan afectadas; o la vida acuática, afectada por la
lluvia ácida, o materiales, como papel, pintura, etc. que resultan alterados; también las propiedades de la atmósfera
pueden variar, p. ej. la capacidad para transmitir energía radiante, aquí encontramos los gases que no dejan
transmitir hacia afuera ciertas radiaciones terrestres y las partículas que, a la inversa, no dejan llegar energía desde el
Sol o desde la atmósfera misma.
Aunque generalmente se supone que el receptor va a ser afectado negativamente, no necesariamente ha de ser
así, p. ej. podría tratarse de una substancia de olor agradable, un sonido bello, etc. Incluso, en ciertas condiciones, p.
ej. carencia de azufre en los suelos, la presencia de dióxido de azufre en la atmósfera puede conducir a beneficios
agronómicos y a un aumento en el rendimiento de los cultivos, [78].
Los procesos que caracterizan a los receptores son las inmisiones y los efectos.
Mientras emisión es la acción y efecto de emitir, es decir de arrojar, exhalar o echar hacia afuera una cosa,
inmisión significa infusión o inspiración e inspirar es atraer el aire exterior a los pulmones, aspirar, [1].
Es decir, los contaminantes se emiten desde las fuentes, en ellas medimos las emisiones, y actúan en los re-
ceptores, a las inmisiones las evaluamos en donde se ubican éstos. Los anglosajones hablan de "calidad del aire", o
bien de "cargas" y "niveles" o "concentraciones" con sentido similar, [23] .
En el anexo 3 hemos incluido alguna información más sobre el significado y posible origen de estas palabras.
Por efecto entenderemos lo que se sigue en virtud de una causa, [1], en nuestro caso sería lo que se sigue como
consecuencia de la contaminación atmosférica.
La aparición de los efectos y su magnitud depende de la concentración del contaminante en la atmósfera, de la
duración de la exposición, del tiempo transcurrido entre exposiciones y de otros factores ambientales y biológicos,
tales como clima, estación del año, estado del individuo, etc.
Recordemos que exposición significa, entre otras cosas, la acción y efecto de colocar una cosa para que re-
ciba la acción de un agente, es decir de algo que obra o tiene virtud de obrar, [1]. En nuestro caso el agente sería el
contaminante, que obra sus efectos sobre cosas, que llamamos receptores.
Por otra parte el Diccionario, [1], define:
agudo, da. (Del lat. acutus.) adj. Delgado. Se dice del corte o punta de armas, instrumentos, etc., y de estas
mismas cosas. || ...|| 6. fig. Aplícase al dolor vivo y penetrante. || 7. Se dice de la enfermedad grave y de no larga
duración. ||...
crónico, ca. (Del lat. chronicus y este del gr. , de , tiempo.) adj. aplícase a las enferme-
dades largas o dolencias habituales. || 2. Dícese también de ciertos vicios cuando son inveterados. || 3. Que viene de
tiempo atrás. ||
En lo que estamos tratando se suele hablar de efectos agudos para referirse a aquellos debidos a una exposi-
ción única y de corta duración, y de efectos crónicos para indicar los originados por exposiciones prolongadas en el
tiempo o bien cortas pero repetidas con gran frecuencia durante un período prolongado, que, en los dos casos, puede
extenderse a toda la vida del sujeto expuesto.
De forma similar se puede definir una exposición crónica, como aquella que se produce durante un tiempo
largo, incluso durante toda la vida; y una exposición aguda como una exposición durante un tiempo corto, gene-
ralmente de menos de 24 horas, [80], que, eventualmente, puede repetirse.
Debemos notar que un mismo agente puede producir efectos crónicos y efectos agudos totalmente diferentes;
permítasenos un ejemplo burdo pero claro: si sobre un dedo de la mano dejamos caer un martillo que pesa medio
kilogramo desde diez metros de altura seguramente el dedo virtualmente estallará, sus huesos se romperán, etc.,
sería un efecto agudo; pero si ahora tomamos otro dedo, el anterior ya habrá quedado inutilizado, y con el mismo
martillo lo golpeamos durante una hora doscientoscincuenta veces, pero desde dos centímetros de altura ,muy pro-
bablemente se hinchará, se pondrá morado y el hueso no se romperá, sería un efecto crónico. Notemos que en ambos
casos la cantidad total de energía puesta en juego fue la misma, y los efectos totalmente diferentes.
Que un efecto sea crónico o agudo no tiene nada que ver con que sea reversible o no.
La aparición del efecto puede ser inmediata, durante la exposición, o producirse tiempo después, incluso años.
En algunos casos la substancia que ingresa al organismo produce directamente, ella misma, el efecto, en otros es un
producto metabólico, que resulta de su transformación biológica, el que lo produce.
Por otra parte, cuando se presentan simultáneamente dos agentes, que llamaremos A y B, cuyos efectos indi-
viduales sean a y b, pueden tener:
efectos aditivos: si juntos producen el efecto resultante c = a + b,
efectos substractivos o antagonistas: si juntos producen el efecto resultante c < a + b,
 Contaminación del aire. 11.

efectos potenciados o sinérgicos: si juntos producen el efecto resultante c >> a + b, el hábito de fumar
suele potenciar la acción de todos los contaminantes atmosféricos.
Los efectos substractivos, origen de los antídotos, pueden deberse a: 1) cambio en la disposición del contami-
nante, es decir su movimiento y destino en el cuerpo, incluyendo su absorción, distribución, biotransformación y
excreción, 2) la reacción entre las dos substancias para producir otra menos tóxica, 3) contraposición de los dos
efectos tóxicos y 4) unión de las dos substancias al mismo receptor, [80].
La contaminación atmosférica puede afectar a los seres vivos y a las cosas inanimadas. Podemos resumir di-
ciendo que actúa sobre:
los seres vivos:
los animales, incluyendo al hombre,
las plantas,
las cosas inanimadas:
la propia atmósfera,
otros objetos
y, como consecuencia, sobre los ecosistemas.
Los efectos sobre los animales van, por ejemplo, desde irritaciones ligeras de ojos, sensaciones de disgusto
por malos olores, etc., hasta enfermedades graves e, incluso, la muerte.
Las vías comunes de ingreso de un contaminante a un animal suelen ser:
1) la vía respiratoria, o sea por inhalación,
2) la vía digestiva, es decir por ingestión
por solución en la saliva,
por los alimentos:
a) formando parte de los mismos: se dice que por su ingreso
en la cadena trófica, o
b) por haberse depositado o mezclado con el alimento,
3) la vía dérmica, o sea por la piel,
4) la vía parenteral, o por las heridas,
5) la vía transplacentaria, o atravesando la placenta.
Los efectos sobre las plantas pueden ser muchos y muy variados, por ejemplo a los efectos del ozono o de los
óxidos de nitrógeno se los puede agrupar así, [77] y [79]:
efectos en las plantas individuales
efectos bioquímicos:
cambios en la actividad de ciertas enzimas,
alteraciones en los depósitos de productos metabólicos,
modificaciones en la distribución de los productos de la fotosíntesis;
efectos fisiológicos:
reducción de la fijación del dióxido de carbono, o sea, de la fotosíntesis,
alteraciones en la permeabilidad de la membrana celular,
alteraciones en las respuestas de los estomas;
efectos observables a simple vista:
daños en las hojas, p. ej. cortes y cambios de color,
envejecimiento prematuro,
reducción del crecimiento;
efectos a nivel de especie vegetal:
alteraciones en la reproducción
cambios en la capacidad para competir,
reducción del vigor;
efectos sobre las comunidades vegetales y, consecuentemente, sobre los ecosistemas.
A las plantas terrestres los contaminantes pueden ingresar por:
las raíces, normalmente siguiendo el camino integrado por la atmósfera, el suelo, el agua y la raíz;
por los estomas;
por la cutícula que cubre las hojas.
Los materiales expuestos a la atmósfera, sea interior de edificios, sea exterior, sufren cambios físicos y quími-
cos, muchas veces indeseables. Muchos de estos cambios se producen aún en ausencia de contaminantes y éstos los
aceleran, otros son debidos fundamentalmente a los contaminantes, [79].
Veamos algunos ejemplos de efectos sobre los objetos :
Los elastómeros, naturales como la goma, o sintéticos como los polímeros y copolímeros del estireno, del bu-
tadieno o del isopreno, son atacados tanto por el oxígeno como por el ozono atmosféricos, pero el mecanismo sería
diferente y mucho más severo en el caso del ozono. El ozono llevaría a la incorporación de oxígeno en las molécu-
las, formación de un elastómero permanentemente oxidado, ruptura de las cadenas poliméricas y formación de
uniones cruzadas entre ellas, produciendo un fenómeno superficial caracterizado por microhendiduras que se ma-
nifiestan con apariencia de escarcha, pérdida de flexibilidad y debilitamiento mecánico, el fenómeno se ve acelerado
Contaminación del aire. 12.

por las tensiones mecánicas; para tratar de contrarrestar estos fenómenos se han desarrollado antioxidantes y
"antiozonizantes" que se agregan a las materias primas de cubiertas para ruedas de automotores, otros productos
similares, [77].
El ozono también ataca a las fibras textiles, reduciendo su tensión de rotura y aumentando el envejecimiento,
en concentraciones normales en la atmósfera urbana las más sensibles son las fibras celulósicas, acrílicas y de
Nylon, en cambio las de poliester y las modacrílicas resultarían muy poco afectadas, también las tinturas empleadas
en la industria textil resultan afectadas, cambiando el color del producto final; en la mayoría de los casos todos estos
problemas pueden resolverse empleando una combinación adecuada de fibra, tintura y tratamiento protector
adecuado, [77].
Por otra parte el ozono no produciría un deterioro de la aislación de conductores eléctricos, aunque afecta al
polietileno sólo lo haría de manera muy superficial y en forma despreciable frente a la fragilización originada por la
suma del oxígeno y la luz solar, [77].
Por su parte los óxidos de nitrógeno atacan las tinturas, decolorando las telas, lo que resulta particularmente
importante en secaderos de ropa que emplean directamente los gases de escape de estufas a gas y también influye en
tapizados, cortinas, alfombras y otros objetos de tela empleados en ambientes calentados mediante estufas sin venteo
al exterior; pero también alteran a las fibras propiamente dichas, especialmente las sintéticas, ya que al romper las
cadenas poliméricas produce una reducción consecuente de la resistencia mecánica de la fibra, resultarían más
sensibles las fibras de Nylon, les seguirían las acrílicas siendo las más resistentes las de poliester, [79].
Aunque también los óxidos de nitrógeno atacarían a los elastómeros, lo harían en menor medida que el ozono,
incluso parecería que el NO2 inhibiría la acción del ozono sobre la goma, reduciendo la velocidad del ataque, [79].
Por otra parte los óxidos de azufre aceleran la corrosión de los metales, tal vez por un mecanismo como el si-
guiente: SO2 + O2 + 2 e SO42- o bien 4 HSO3 - + 3 O2 + 4 e 4 SO42- +2 H2O donde los electrones son
provistos por la oxidación del metal M conforme a: M Mn+ + ne , [78].
El SO2 y los sulfatos atacan a los materiales de construcción, tanto de obras de Ingeniería como de monumen-
tos, p. ej. el carbonato de calcio, de los mármoles y la piedra caliza, se transforma en sulfato de calcio que resulta
arrastrado por el agua de lluvia, el deterioro puede ser parejo, si la roca tiene composición uniforme, o desparejo, si
contiene componentes que no son atacados ; el ataque se agrava y complica si la roca es porosa, si hay épocas de
temperaturas muy bajas con congelamiento del agua intersticial y exfoliación del material, y si aparecen bacterias
quimiosintetizadoras que emplean la oxidación de formas reducidas del azufre como fuente de energía; en el caso
del cemento Portland se puede formar un sulfato hidratado de calcio y aluminio, la ettringita, de características ex-
pansivas, [78].
Las partículas tienen como efectos principales una acción química, dependiente de su composición y de la
presencia de gases, en particular SO2, y una acción física, de ensuciamiento, tanto de la ropa como de obras de
edificios y obras de arte.
Además aparecen efectos sobre la propia atmósfera; las partículas suspendidas reducen la visibilidad por dis-
persión de la luz, entre los gases sólo el NO2 absorbe dentro del espectro visible, en particular absorbe la luz azul,
dando un tinte rojizo amarillento a la atmósfera urbana, pero su influencia sobre la visibilidad es pequeña, [78] y [79].
Como consecuencia de la interacción entre los contaminantes atmosféricos y la radiación solar varía el flujo de
energía en la atmósfera y la cantidad de la misma que llega a la superficie terrestre, además, las concentraciones de
los contaminantes son diferentes en distintos zonas, p. ej. son mucho mayores sobre zonas urbanas o industriales, y a
diferentes altura, normalmente se encuentran en una capa de unos 500 a 2.000 metros de altura; todo esto cambia los
consecuentes balances energéticos y el clima local y, tal vez, mundial, [78].
La intensidad de la acción de los contaminantes sobre los objetos depende, entre otros factores, de:
1. el contaminante en cuestión y su concentración, en general al aumentar la concentración aumenta el
efecto;
2. la duración de la exposición, normalmente cuanto más larga es y más veces se repite mayor es el
efecto;
3. la presencia de otros gases y partículas; así parece que la presencia de óxidos de nitrógeno
formaría compuestos higroscópicos sobre el acero al carbono, los cuales facilitarían el ataque por el dióxido de
azufre, el que incrementaría su velocidad de corrosión en unas treinta veces; algo similar ocurriría con los contactos
de latón recubierto con oro, [79]; el ion cloruro tendría también efectos sobre la acción del dióxido de azufre, [78].
4. el material a ser atacado y las características del producto del ataque, así las propiedades de la capa
de metal corroído determinan, en buena medida, la velocidad del proceso; p. ej. en el caso del hierro esta capa
favorece la adsorción del SO2 y, con ello, la corrosión, en cambio los productos de corrosión del zinc, del cobre y,
en particular, del aluminio la disminuyen, con la consecuencia contraria. Propiedades importantes de la capa de
metal corroído a tener en cuenta son: su higroscopicidad, su resistencia eléctrica, sus características electroquímicas,
etc., que en buena medida dependen de su composición química, [78];
5. la humedad del aire, normalmente a mayor humedad mayor corrosión de los metales por el SO 2,
[78], también mayor decoloración de las telas por el ozono, aparentemente por migración de las tintas del interior al
exterior de las fibras, y la del ozono en sentido contrario, [77];
 Contaminación del aire. 13.

6. la acción de la lluvia, por un lado puede traer contaminantes disueltos, por otro puede arrastrar el
material atacado, aumentando la posibilidad del ataque al exponer nuevas superficies o bien reduciéndola, p. ej. al
quitarle SO42- a la capa de material atacado reduce la velocidad de corrosión, [78];
7. la temperatura, varía su influencia según las condiciones del proceso, va desde acelerarlo hasta
frenarlo, pasando por no tener influencia aparente, además se superpone al efecto de la humedad, al permitirle
condensarse a esta, o no, [78];
8. la velocidad del viento, etc.
En la atmósfera el contaminante sufre transporte y dispersión que lo van a llevar a los receptores. Durante el
transporte y la dispersión existen también transformaciones y remociones.
Existen modelos de difusión y transporte que vinculan las fuentes con los receptores, como veremos luego.
Área afectada: es aquella sobre la que actúan los contaminantes.
De ella interesa estudiar la comunidad biótica, la topografía y el clima.
Clima: en general interesa particularmente la capa inferior de la atmósfera, llamada capa límite, de la que ya
hablamos y sobre la cual volveremos muchas veces; no obstante, en los fenómenos de contaminación a gran escala
importa la atmósfera en su conjunto, incluyendo sus capas superiores, de las que hablamos en la introducción de este
trabajo.
En particular las lluvias son importantes como lavadoras, arrastrando consigo a parte de los contaminantes, la
insolación es fundamental para las reacciones fotoquímicas, los vientos son importantísimos tanto para el transporte
como para la dispersión de los contaminantes, en cuanto a la dispersión de contaminantes también es sumamente
importante el estudio del perfil vertical de temperaturas.
Es decir, la concentración de un contaminante en un punto dado de la atmósfera va a depender, entre otras
cosas, de:
1) la fuente (forma, estado de movimiento, cantidad y calidad de las emisiones, etc.),
2) reacciones químicas y fotoquímicas que sufra la substancia en la atmósfera,
3) variables climáticas y topográficas que afecten su transporte y dispersión,
4) su retención por la interacción con la superficie de sólidos o del agua de mares, lagos, etc. (depósito seco) o
bien la interacción con las gotas de lluvia o de la niebla o de las nubes,
5) su interacción con los seres vivos.
En la figura 6 se resumen algunos de estos aspectos para las partículas y el dióxido de azufre.
A su vez los contaminantes pueden alterar el clima de una zona, incluso se está estudiando la variación del
clima total del planeta como consecuencia de la acción de determinados contaminantes. Así, por ejemplo, las partí-
culas de aerosoles de sulfatos reflejan la luz solar de manera que una parte de la radiación incidente es devuelta al
espacio en vez de alcanzar la superficie terrestre, además pueden funcionar como núcleos de condensación de nubes,
que determinan el albedo, además de atenuar la radiación entrante de onda corta, [31].

Fig. 6. Procesos complejos que afectan el transporte y la transformación de partículas y dióxido de azufre
atmosféricos (adaptada de [32] ).
Por todo lo dicho, a continuación trataremos de profundizar algunos de estos conceptos.
El perfil vertical de temperaturas de una capa de la atmósfera muestra como varía la temperatura reinante
en los distintos puntos de esa capa, en función de su altura sobre un plano de referencia, en general el suelo.
A lo fundamental de las explicaciones del por qué se llaman estables, inestables e indiferentes a las capas de la
atmósfera lo extrajimos de una conferencia dictada por el Sr. Prof. Dr. Don Nicolás A. Mazzeo y su grupo de trabajo
Contaminación del aire. 14.

de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (U. B. A.), durante el quinto Congreso Internacional del Aire Puro,
Buenos Aires, 1.980. Salvo que se indique lo contrario.
Se puede demostrar que si una masa gaseosa se eleva adiabáticamente en la atmósfera, desde la superficie te-
rrestre, sufre un enfriamiento del orden de algo menos de 1 ºC cada 100 m de elevación. Por las propiedades ter-
modinámicas del aire, se puede considerar que una porción del mismo evoluciona adiabáticamente si se la desplaza
rápidamente.
En función del perfil vertical de temperaturas de las capas de la atmósfera y teniendo en cuenta el compor-
tamiento de una porción de aire dentro de las mismas, se las puede clasificar en estables, inestables e indiferentes, o
neutras.
En las estables, al subir en la atmósfera o bien el enfriamiento es de menos de 1ºC/100m o hay, directamente,
un calentamiento del aire, en este último caso se dice que hay una inversión del perfil vertical de temperaturas.
En las inestables, el enfriamiento al ascender es de más de 1º/100m.
En las indiferentes el perfil coincide prácticamente con el adiabático.
Gráficamente lo podemos ver en la figura 7

Figura 7 Perfiles térmicos de la atmósfera.

Tratemos de explicar simplificadamente por qué se las llama estables, inestables o indiferentes a las respectivas
capas atmosféricas.
Comencemos con una capa estable, en particular en la que se registra una inversión del perfil térmico, como
muestra la figura 8, y supongamos que por un mecanismo cualquiera, p. ej. la propia turbulencia de la atmósfera,
sacamos una porción de aire que se encuentra a la altura z 1 donde reina la temperatura t1, que es la misma de la de la
porción de aire en ese momento, y la elevamos rápidamente hasta la altura z 2. Como el ascenso es más o menos
rápido podemos suponer que la evolución sufrida por la porción de aire es muy aproximadamente adiabática, por lo
que su nueva temperatura, a la altura z2, será tP2 , mientras que la atmósfera que la rodea estará a t A2, como se puede
ver en la figura resulta tP2 < tA2 ,consecuentemente la densidad, P2 , del aire de la porción de aire ubicada a la
altura z2, será mayor que la densidad A2 del aire de la atmósfera que la rodea, o sea P2 > A2 Por lo tanto la
porción de aire tenderá a descender.
Si ahora consideramos que en su descenso llegó a la altura z3 .según vemos en la figura 9; como podemos su-
poner, nuevamente, que el movimiento es relativamente rápido, consideraremos que la evolución es muy aproxi-
madamente adiabática, con lo que la temperatura de la porción del aire a la altura z3 será tP3 y estará rodeada por el
aire atmosférico a la temperatura tA3 menor; consecuentemente la densidad del aire de la porción será menor que la
del de la atmósfera que la rodea o sea A3 > P3 . Por lo tanto la porción de aire tenderá a ascender. Resulta que, si
se saca a una porción de aire de su posición de equilibrio, tiende a volver a la misma, de allí que se diga que la capa
atmosférica es estable, podemos pensar en el siguiente símil mecánico: una pelotita en el fondo de una U, como
muestra al figura 10.

Fig. 8. Atmósfera estable, movi- Fig. 9. Atmósfera estable, movi- Fig. 10. Atmósfera estable,
miento ascendente. miento descendente. símil mecánico.
Consideremos ahora el caso de una capa inestable, en la que se registra un perfil térmico, como en el caso de la
figura 11, y repitiendo el razonamiento supongamos que por un mecanismo cualquiera sacamos una porción de aire
que se encuentra en la atmósfera a la altura z1donde reina la temperatura t1, que es la misma de la de la porción de
aire en ese momento, y la elevamos rápidamente hasta la altura z2. Como dijimos podemos suponer que la evolución
 Contaminación del aire. 15.

sufrida por la porción de aire es muy aproximadamente adiabática, por lo que su nueva temperatura, a la altura z2,
será tP2 , mientras que la atmósfera que la rodea estará a tA2 , como se puede ver en la figura resulta tP2 > tA2,
consecuentemente la densidad, P2 , del aire de la porción de aire ubicada a la altura z2, será menor que la densidad
A2 del aire de la atmósfera que la rodea, o sea P2 < A2 . Por lo tanto la porción de aire tenderá a ascender.
Imaginemos que la porción desciende a la altura z3 , .según vemos en la figura 12; nuevamente supondremos
que la evolución es muy aproximadamente adiabática, con lo que la temperatura de la porción del aire a la altura z 3
será tP3 y estará rodeada por el aire atmosférico a la temperatura tA3 mayor; consecuentemente la densidad del aire
de la porción será mayor que la del de la atmósfera que la rodea o sea A3 < P3 . Por lo tanto la porción de aire
tenderá a descender más aún. Resulta que, si se saca a una porción de aire de su posición de equilibrio, tiende a
separarse más todavía de la misma, de allí que se diga que la capa atmosférica es inestable, podemos pensar en el
siguiente símil mecánico: una pelotita en la cima de una U invertida, como muestra al figura 13.

Fig. 11. Atmósfera inestable, movi- Fig. 12. Atmósfera inestable, movi- Fig. 13. Atmósfera inestable,
miento ascendente. miento descendente. símil mecánico.
Por último, en el caso de capas neutras, el perfil térmico de la atmósfera coincide muy aproximadamente con el
correspondiente al de una evolución adiabática. Una porción de aire contenida en esa atmósfera y, por lo tanto
originalmente a la misma temperatura que la del aire de la atmósfera en la que se encuentra, al moverse rápidamente
lo hace siguiendo una evolución adiabática, según lo que dijimos antes. Cualquiera sea la nueva altura alcanzada por
la porción de aire dentro de la capa en cuestión, serán iguales las temperaturas del aire de la porción y de la capa;
por ende también serán iguales sus densidades y la porción, cesada la causa del movimiento, permanecerá en reposo,
como lo hemos tratado de representar en la figura 14. Resulta que, si se saca a una porción de aire de su posición de
equilibrio, tiende permanecer en la nueva posición, de allí que se diga que la capa atmosférica es neutra, podemos
pensar en el siguiente símil mecánico: una pelotita sobre un plano horizontal perfectamente nivelado, como muestra
al figura 15.

Fig. 15. atmósfera neutra, símil mecánico.

Fig. 14. Atmósfera neutra,

cualquier movimiento

Normalmente, al ascender en la atmósfera se encuentran capas superpuestas con distinto grado de estabilidad,
que incluso varían según la hora del día, el estado meteorológico, etc.
Sea un día soleado, en el campo, a las primeras horas de la tarde, p. ej. las 14, la radiación solar calienta a la
tierra y ésta transmite su calor a las capas del aire que están en contacto con ella; el conjunto de la baja atmósfera
aparece muy inestable, como tratamos de representar en la fig. 16 .Pasaron varias horas, ya son aproximadamente
las 21, el Sol se ha puesto hace rato y la tierra se va enfriando y, con ella, lo hacen las capas de aire inmediatamente
por encima de la misma, aparece una capa de inversión, en principio somera, en las capas inferiores, como vemos en
la fig. 17.
Contaminación del aire. 16.

Ha pasado la noche, está amaneciendo, la tierra ha alcanzado su temperatura mínima y, con ella, las capas de
aire suprayacentes, la capa de inversión alcanza su máximo espesor, son aproximadamente las 6 de la mañana, como
tratamos de representar en la fig. 18.
A eso de las 9 ya hace rato que el Sol calienta la tierra y las capas de aire en contacto con la misma se han ido
calentando, con lo cual las capas inferiores se tornan inestables y la inversión se va limitando a una zona intermedia,
sería lo representado en la figura 19. Recordemos que por la mañana la niebla se levanta desde abajo, lo que indica
que las capas inferiores son las más calientes y el aire se va calentando, con la radiación solar, desde la tierra hacia
arriba.
Al avanzar el día y calentarse cada vez más la tierra también lo van haciendo las capas de aire que la cubren,
hasta alcanzarse nuevamente la situación de las primeras horas de la tarde, como representamos en la figura 16.
No olvidemos que en todos los casos los valores son supuestos y sólo valen como idea.

Fig. 16. Mediodía soleado. Fig. 17. Noche despejada. Fig. 19. Por la mañana.
Fig. 18. Amaneciendo.
Así aparece una capa de inversión en contacto con el suelo, o inversión de superficie, durante las noches, sobre
todo cuando no sopla viento y el cielo está despejado, permitiendo un enfriamiento importante del suelo y, con-
secuentemente, de las capas de aire en contacto con el mismo, por radiación del calor hacia el espacio, se habla de
inversión por radiación y puede alcanzar alturas de 50 hasta 200 á 500 metros y durar horas, [5] , [33] y [34]. Este
tipo de inversión no aparece con cielos con una cubierta densa de nubes o en condiciones tormentosas con viento,
[57] .
En otros casos la inversión de superficie se produce cuando una masa de aire caliente pasa sobre una superficie
fría, como la de un lago o un terreno nevado, se habla de inversión por advección y alcanza espesores de 200 á 500
metros, dependiendo de la extensión del movimiento sobre la superficie fría. Así mismo puede aparecer una inversión de
superficie en los valles, cuando el aire se enfría en contacto con el suelo de las laderas y desciende hacia el fondo del
valle, donde queda debajo de capas de aire más caliente, se habla de inversión por drenaje, [5].
Se pueden formar capas con el gradiente térmico invertido no solamente a nivel del suelo sino también en al-
tura, cuando una capa de aire desciende adiabáticamente se calienta y puede quedar entre capas con gradiente
térmico descendente, como tratamos de representar en la figura 20; esta situación puede persistir durante días y
contribuir a un aumento importante en la concentración de contaminantes en las ciudades, a este tipo de inversión se
la llama inversión por hundimiento, [34] .
Es decir, puede haber una inversión superficial, en
general debida al enfriamiento nocturno y que desapa-
rece a media mañana, y otra en altura, que puede per-
sistir durante todo el día, ambas capas de inversión
pueden existir simultáneamente, [57].

Fig. 20. Inversión por hundimiento, [34].

Se llama altura de mezcla o altura de la capa de mezcla a la altura de la capa en la que puede tener lugar una
mezcla vertical turbulenta relativamente irrestricta y los contaminantes prácticamente no se dispersan por arriba de
ella. Esta altura depende mucho de las características geográficas de cada lugar y el momento del día que estemos
considerando. Así, en las mañanas de verano puede ser del orden de 200 á 300 m, para superar los 1.000 m a media
mañana. Un ejemplo de la importancia de esta altura de la capa de mezcla lo tenemos al considerar que si la misma
supera durante la tarde a los 600 m difícilmente aparezcan problemas de smog fotoquímico, en cambio en la costa
 Contaminación del aire. 17.

californiana dicha altura es inferior a los 500m, es decir hay capas superiores de inversión a baja altura, con una
frecuencia del 95% y recordemos que precisamente la ciudad de Los Ángeles se encuentra en California, [18] y [57].
Así resulta que el transporte en escala vertical puede tener lugar en tres capas separadas: 1) la capa de mezcla
que se puede alcanzar alturas desde la superficie terrestre hasta pocos cientos de metros durante la noche o algunos
miles de metros durante el día, 2) una capa existente durante la noche entre la capa de inversión superficial y la al-
tura de mezcla durante el día, normalmente se extiende entre los 200 y 2.000 m sobre el suelo, 3)la troposfera libre,
por encima de la capa límite regional, [58].
Veamos las consecuencias de lo anterior sobre los penachos que forman los gases de escape en la atmósfera,
cuando salen desde las chimeneas.
Tipos de penachos.
Normalmente, los gases de escape a la salida de las chimeneas forman nubes en la atmósfera, que por su forma
recuerdan a los penachos, de allí que hablaremos de "penachos" para referirnos a ellas, y no de "plumas".
Los gases de escape salen de una chimenea con cierta temperatura, en general mayor que la reinante en la
atmósfera a la altura de emisión, y dotados de cierta velocidad de salida. En la atmósfera evolucionan según cierta
politrópica, hasta que, en general, podemos suponer que igualan sus condiciones termodinámicas con la del aire
circundante, además se mueven en la atmósfera conforme con el viento y la turbulencia reinantes en la misma.
Así, si en la atmósfera reinan condiciones
de gran estabilidad, se formará un penacho es-
trecho, que, arrastrado por el viento, se alejará
mucho de la chimenea, abriéndose lentamente,
o bien, si no hay viento, formará una especie de
hongo, en cualquier caso, a nivel del suelo
aparecerá, lejos de la base de la chimenea, un
aumento de la concentración del contaminante,
siguiendo cierta curva que se mantendrá en el
tiempo en tanto perduren las condiciones me-
teorológicas. Como lo tratamos de representar
en la figura 21.

Fig. 21. Penachos en una atmósfera estable.

En cambio si hay gran inestabilidad, la

dispersión del contaminante es muy rápida,
incluso pueden producirse concentraciones
muy altas al pie mismo de la chimenea. Dada la
gran inestabilidad de la atmósfera, pueden ser
muy grandes las variaciones en la concen-
tración de la substancia emitida, en un mismo
punto del espacio pero en momentos diferentes,
por lo que en la figura 22 representamos con
barras a las concentraciones instantáneas.
Como vimos en la página 14, normal-
mente en la atmósfera se producen capas esta-
bles e inestables intercaladas; dando lugar a si-
tuaciones más favorables, cuando las capas in-
feriores son estables, no permitiendo que el con-
taminante descienda, y las superiores inesta-
bles, logrando que el contaminante se disperse
rápidamente. O bien más desfavorables, como
cuando las capas superiores son muy estables y
las inferiores inestables, por lo que el contami-
Fig. 22. Penachos en una atmósfera inestable. nante no se dispersa y si cae lo hace muy con-
centrado, esto se agrava si las condiciones
topográficas no permiten el transporte horizontal de los contaminantes, como en algunos valles.
En la figura 23 vemos ejemplos de tales perfiles térmicos y los nombre que reciben, sacados de [53], y en el
anexo 4 alguna información adicional sobre los mismos.
Contaminación del aire. 18.

Fig. 23. Ejemplos de perfiles térmicos y los nombre que reciben.

Es decir la estabilidad atmosférica está vinculada con el grado de turbulencia en el aire ambiente, y puede va-
riar ampliamente de hora en hora y de día en día; a los fines prácticos se la ha representado por "clases de estabi-
lidad". En el anexo 5 hemos incluido alguna información adicional sobre dichas clases de estabilidad.
Fumigación.
El caso de la fumigación suele ser particularmente negativo para la calidad resultante del aire, por lo que lo
trataremos con algún detalle.
Se suele hablar de fumigación cuando una capa estable, p. ej. de inversión, se encuentra por encima de otra neu
tra o inestable, la primera impide la dispersión de los
contaminantes hacia arriba, concentrándose mucho
en la capa inferior inestable como tratamos de repre-
sentar en la figura 23, cuyo detalle repetimos en la
figura 24.
Fig. 24. Detalle de "fumigación".
La fumigación, puede ser el resultado de la transición de una capa superficial estable que se convierte, en
forma ascendente, en neutra o inestable, p. ej. al convertirse una capa estable, nocturna, en otra inestable o neutra, co
mo consecuencia del calentamiento del suelo por parte del sol durante las
primeras horas de la mañana, como ya vimos en la página 12 y representamos
en particular en la figura 25. En este caso el fenómeno dura aproximadamente
entre media y una hora, [39].

Fig. 25. Fumigación producida en las primeras horas de la mañana.

Otro tipo de fumigación es la originada en las zonas costeras, también llamada fumigación por advección, [48]
o fumigación por virazón, [38]. Tal tipo de fumigación ocurre cuando una capa estable de aire frío procedente del
mar, o de otro cuerpo grande de agua, penetra tierra adentro sobre un territorio calentado por el sol, se va calentando
por su parte inferior, y se genera contra el suelo una capa inestable, de mezcla, cuya altura va creciendo a medida
 Contaminación del aire. 19.

que se aleja de la costa. El efecto puede hacerse sentir hasta una decena de kilómetros tierra adentro y durar varias
horas, debido a que el flujo desde el mar renueva la capa de aire estable.
En la figura 26 hemos tratado de representar el fenómeno de la fumigación por virazón, [38].

Fig. 26. Fumigación por virazón. Extraída de: [38]

En la figura 27 podemos ver nuestra interpretación de los posibles perfiles térmicos de la atmósfera en el caso
de fumigación por virazón que representamos en la figura 26

Fig. 27. Fumigación por virazón.

Algunos autores llaman atrapamiento del penacho, [39] al fenómeno general por el cual el penacho no puede
ascender como consecuencia de encontrarse en una capa muy estable y puede descender por existir una capa ines-
table o neutra por debajo de la anterior. Con lo cual la fumigación sería un caso particular de este fenómeno.
Viento.
Definiendo al viento como "corriente de aire producida en la atmósfera por causas naturales", [1] , se carac-
teriza por su dirección, es decir, el punto del horizonte desde donde sopla, su intensidad, que es la fuerza, en kilogra
mos, que ejerce sobre una superficie plana de un metro cuadrado, puesta normalmente a su dirección, y su velocidad
que se expresa en kilómetros por hora, en metros por segundo o en nudos, es decir una milla náutica por hora, [59].
La dirección del viento se refiere normalmente a la rosa de los vientos o rosa
náutica, "círculo que tiene marcados alrededor los 32 rumbos en que se divide la
vuelta del horizonte", [1] siendo un rumbo una "dirección considerada o trazada en el
plano del horizonte, y principalmente cualquiera de las comprendidas en la rosa
náutica", [1]. En la figura 28 hemos tratado de representar un esquema de dicha rosa
de los vientos.
Calma es el "estado de la atmósfera cuando no hay viento", [1], al menos,
viento mensurable, así se puede convenir que se considerará como clama cuando
la velocidad del viento sea inferior a 0,23 m/s, [68], o 1 m/s, [52].
Además, en casos muy cercanos a las calmas, es decir , en condiciones de
vientos muy leves, la dirección de los mismos es muy variable, especialmente
sobre terrenos irregulares, y los conceptos de barlovento y sotavento pierden va-
Fig. 28. Esquema de la rosa
lidez, [68].
de los vientos.
Algunos autores, [35], definen como estancamiento a las condiciones de calma y de vientos muy leves y de
dirección variable.
En castellano se entiende por estancamiento o estancación a la acción y el efecto de detener y parar el curso y
corriente de una cosa, y hacer que no pase adelante, [1].
Recordemos que un viento con velocidad de 1 m/s es apenas perceptible, una brisa ligera sopla con velocidades
del orden de 2 m/s.
El viento medio dentro de los 1.000 primeros metros sobre la superficie terrestre transporta a la mayor parte de
los contaminantes atmosféricos, está determinado principalmente por la interacción de tres fuerzas: 1) una fuerza
horizontal debida al gradiente de presiones producido por el diferente calentamiento solar de la superficie terrestre,
2) la fuerza de Coriolis, resultante de la rotación terrestre, 3) las fuerzas de fricción originada por las irregularidades
en la superficie terrestre, [33].
En las estaciones meteorológicas se miden periódicamente, por ejemplo cada hora, la velocidad y dirección del viento
y luego se calculan frecuencias, publicándose tablas o diagramas polares en los cuales se representan dichas frecuencias.
Tablas y diagramas que tratamos de representar en las figuras 29 y 30, que extrajimos de [71], modificadas.
Contaminación del aire. 20.

Nombre y Nº de la estación: XXX / 101 Horas: 1 observación cada hora Período: 1.956 - 1.963
Intervalos de velocidades del viento, nudos.
Dirección 0á3 4á7 8 á 12 13 á 18 19 á 24 25 á 31 32 á 38 39 á 46 47 y Total %
n % n % n % n % n % n % n % n % n % n %
N 28 0,84 84 2,52 151 4,52 165 4,94 53 1,59 19 0,57 2 0,06 0,00 502 15,03
NE 11 0,33 44 1,32 93 2,79 58 1,74 8 0,24 0,00 0,00 0,00 214 6,41
E 10 0,30 37 1,11 58 1,74 38 1,14 2 0,06 0,00 0,00 0,00 145 4,34
SE 16 0,48 53 1,59 51 1,53 41 1,23 13 0,39 0,00 0,00 0,00 174 5,21
S 23 0,69 61 1,83 84 2,52 50 1,50 14 0,42 5 0,15 1 0,03 0,00 238 7,13
SO 27 0,81 148 4,43 144 4,31 89 2,67 24 0,72 3 0,09 0,00 0,00 435 13,03
O 40 1,20 162 4,85 192 5,75 109 3,26 22 0,66 5 0,15 1 0,03 1 0,03 532 15,93
NO 43 1,29 285 8,54 248 7,43 128 3,83 17 0,51 0,00 0,00 0,00 721 21,59
Calmas 378 11,32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 378 11,32
5,93* 26,18 30,58 20,31 4,58 0,96 0,12 0,03 3.339 100,00
*no incluye a las calmas.
Fig. 29. Tabla resumen de las observaciones de la velocidad del viento en una estación meteorológica dada.
En la figura 29, n es el número de observa-
ciones que cumplen con las condiciones indicadas,
p. ej. en el período que fue de los años 1.956 á
1.960, en la estación XX, Nº 101, se registraron en
22 oportunidades vientos del Oeste, que tenían una
velocidad entre 19 ý 24 nudos, lo que hace un
0,66 % de todas las 3.339 observaciones hechas en
ese período.

Fig. 30. Diagrama polar de la velocidad del

viento en una estación meteorológica
dada.

La velocidad del viento va cambiando a medida que ascendemos en la atmósfera, varía tanto en magnitud
como en dirección, además lo hace con el tiempo.
Esas variaciones dependen de la ru-
gosidad del terreno y de la estabilidad
atmosférica, tal como hemos tratado de
resumir en la figura 31, trazada a partir de
información de la ASME, [41].

Fig. 31. Efecto de la rugosidad del te-

rreno sobre el perfil de velo-
cidades del viento, de [41],
modificada.

Conocida la velocidad del viento a una altura determinada se la puede calcular a otra conociendo el perfil real
de velocidades de viento en el lugar y tiempo dados, en caso contrario se la puede estimar mediante fórmulas más o
menos adecuadas, como las que transcribimos en el anexo 6.
La dirección de transporte horizontal de los contaminantes está dada, aproximadamente, por la del viento. Así,
por ejemplo, si la dirección del viento coincide con la de una autopista, entonces la concentración de monóxido de
carbono medida viento abajo puede resultar mayor que la esperada por mediciones en la dirección perpendicular a la
misma, debido a la acumulación de las emisiones, [34].
Entonces, la cantidad de una substancia que, saliendo de una fuente dada, llega a un punto receptor determi-
nado del espacio, dependerá del tiempo total durante el cual el viento sopló desde la fuente hacia el receptor, o sus
proximidades, dependiendo de la abertura del cono del penacho en cada caso.
Veamos un ejemplo sencillo; en la figura 32 hemos representado tres casos ficticios en los cuales los gases
emitidos por una fuente se distribuyen en un penacho, cuyas líneas de igual concentración (de 50, 100 y 200 g/m3)
limitan cónicas cuya proyección tratamos de representar con diferente sombreado.
 Contaminación del aire. 21.

Fig. 32. Ejemplo de la influencia de la dirección del viento en la concentración promedio, medida en un
punto receptor, de los gases emitidos por una fuente.
Tratemos de calcular cuál sería la concentración promedio en el receptor, medida durante un período de ocho
horas, para dos alternativas diferentes de tiempos durante los cuales sopló el viento con las direcciones indicadas,
volcando los resultados en la tabla 4.
tiempo concentración concentración x tiempo concentración promedio
h g/m3 g x h/m3 g/m3
Dirección A 2 200 400
B 4 75 * 300
C 2 0 0
Alternativa I 700 / 8 = 88
Dirección A 5 200 2.000
B 2 75 150
C 1 0 0
Alternativa II 2.150 / 8 = 270
* supuesta intermedia entre ambas líneas que abarcan al receptor.
Tabla 4. Influencia de la variación de la dirección del viento sobre la concentración promedio en un punto.
Observemos que la diferencia es muy significativa y, según las circunstancias, podría ser mucho mayor.
Hay que destacar que la dirección del viento cambia con la altura, lo que aumenta la dispersión de los con-
taminantes, en general dicho cambio sólo tienen importancia práctica al tratar los penachos originados en grandes
centrales térmicas, [39] .
En la figura 33 hemos tratado de representar, para un
instante dado, las diferentes direcciones de los vectores

u i , que representan a las componentes horizontales de la
velocidad del viento, correspondientes a las alturas zi, y
a los planos verticales i que los contienen .

Fig. 33. Variación de la dirección del vector veloci-

dad horizontal del viento con la altura.

Topografía.
También la topografía tiene gran influencia sobre la dispersión de los contaminantes.
Así, en los valles pueden aparecer vientos predominantes según su eje, cuyo sentido deberá tenerse en cuenta
p. ej. al ubicar una fábrica o un parque industrial, como lo tratamos de mostrar en la figura 34.
También aparecen vientos transversales, de sentido variable conforme con la ladera calentada por el Sol y,
consecuentemente, con la hora del día, como hemos tratado de mostrar en la figura 35, adaptada de [68].
Contaminación del aire. 22.

Fig. 34. Efectos de los valles,

vientos longitudinales. Fig. 35. Efectos de los valles, vientos transversales, [68].
En las noches con cielo despejado y vientos suaves, las laderas y el fondo del valle se enfrían por radiación, y,
consecuentemente, el aire en contacto con ellos, apareciendo una diferencia de densidades con respecto al aire ubi-
cado a la misma altura, por lo que resulta un
flujo del aire, por lo tanto un viento ladera
abajo y también valle abajo; a la inversa, el
calentamiento, por el sol, del suelo y las rocas
hace que el viento sople valle y ladera arriba,
[38] . Como tratamos de representarlo en la
figura 36.

Fig. 36. Otro esquema del efecto de los

valles.

Así se puede observar en zonas montañosas, sobre todo en condiciones de tiempo caluroso, que el viento sopla
hacia las cumbres durante el día y en sentido inverso durante la noche, se habla de brisa de valle o viento anabático y brisa
de montaña o viento catabático, respectivamente; salvo excepciones ambos son de poca intensidad, [59] y [47].
Los obstáculos, como p. ej. los cerros prominentes, pueden ser sobrepasados por encima o por los lados, según
las circunstancias, como procuramos mostrar en la figura 37.
Así, en condiciones inestables el flujo del aire y, consecuentemente el penacho de contaminantes emergente de
una chimenea, puede pasar por encima de un cerro llegando a tocarlo, pero en condiciones estables puede sortearlo
por sus laderas, [41] .
Si la pendiente a sotavento supera el 10% puede esperarse un incremento grande de la turbulencia y si supera el
20 % las líneas de corriente se pueden apartar de la ladera, creándose una "cavidad" donde el aire puede perma-
necer, en régimen muy turbulento, cierto tiempo antes de volver al flujo principal, [38].
Nótese que en la atmósfera no existen mecanismos físicos que "desmezclen" un contaminante concentrándolo
en el aire, así una "cavidad" no puede concentrar un contaminante que traiga el aire entrante a la misma, la máxima
concentración del contaminante en el aire en ella será, a lo sumo, igual a la máxima concentración del mismo en el
aire entrante, sí actúa promediando las concentraciones durante el tiempo medio de permanencia del aire en la
misma. De manera similar, si el aire fluye entre dos cerros se produce un acercamiento de las líneas de corriente por
una suerte de canalización del aire, pero la concentración de algún contaminante que pueda traer el aire no va a
variar, si bien fluye más contaminante por unidad de sección de la vena fluida, también fluye más aire, [38].

Fig. 37. Efectos de un cerro.

Los terrenos escarpados, como los bordes con los que nuestra meseta patagónica va descendiendo hacia el mar,
suelen presentar fenómenos particulares como los que tratamos de representar en la figura 38, muy bien conocidos y
usados por los especialistas en el aprovechamiento de la energía eólica.
 Contaminación del aire. 23.

Fig. 38. acción de los terrenos escarpados.

Como gran resumen de todo lo dicho sobre efectos de los terrenos quebrados, hemos tratado de representar en
la figura 39 un ejemplo de la circulación en la capa límite, controlada por efectos térmicos y topográficos, [44].
Como vemos el calor superfi-
cial durante el día crea flujos ascen-
dentes que pueden soplar en contra
de la circulación regional o sinóptica
(representada por las flechas hori-
zontales superiores). Durante la no-
che, el enfriamiento de la superficie
puede crear un flujo pendiente abajo,
las corrientes en el valle fluyen muy
influenciadas por la forma del te-
rreno y débilmente influidas por el
flujo de los niveles superiores. La
dispersión en estos flujos en capas
límites forzadas térmicamente puede
resultar en exposiciones muy varia-
bles, dependiendo de la ubicación, la
altura y el momento de la emisión.

Fig. 39. Ejemplos de circulación

en la capa límite, [44].

Bosques y barreras de árboles.

Los árboles presentan un obstáculo al flujo del viento, grupos densos de árboles altos pueden tener un efecto
semejante al de pequeñas colinas escarpadas y producir "cavidades" al igual que un cerro. La velocidad del viento
debajo de la cubierta boscosa es muy pequeña y las variaciones de temperatura diarias se reducen notablemente.
Árboles o grupos de árboles aislados distribuidos sobre el terreno aumentan la rugosidad del mismo y, con ello, la
turbulencia mecánica, [38].
Las barreras de árboles se usan en la agricultura para reducir y desviar el viento. Con el mismo fin se pueden
usar arbustos y cultivos, tanto anuales como perennes. Cuando el viento sopla contra una barrera de árboles la pre-
sión del aire crece a barlovento de la misma y grandes cantidades de aire ascienden y pasan por encima de los árbo-
les o bien por los extremos de la barrera, a sotavento de la misma se genera una zona protegida con un microclima
propio. La efectividad de la barrera está determinada por las características de los árboles, p. ej. la especie vegetal,
su altura y forma, por la densidad de los mismos, el número de hileras, la longitud y orientación de la barrera y su
continuidad, [69] .
La altura H de la barrera de árboles es el factor más importante para determinar el área que resulta protegida a
sotavento, en el caso de barreras de hileras múltiples de árboles la altura H corresponde a la de la hilera con árboles
más altos. El efecto de la barrera a barlovento se extiende de dos a cinco veces la altura H y a sotavento hasta veinte
o treinta veces H, [69] .
Se define como densidad de la barrera al cociente entre la parte sólida de la misma y su área total; está de-
terminada por el número de hileras, la distancia ente los árboles y las especies forestales intervinientes, [69] .
Contaminación del aire. 24.

El viento fluye por las partes abiertas de la barrera; para una velocidad dada del viento, cuanto más densa es la
barrera menor es la presión del aire a sotavento y ésta fuerza al aire que fluye por encima de la barrera, creando más
turbulencia y reduciendo la protección a sotavento. Si la densidad se reduce, aumenta la cantidad de aire que
atraviesa la barrera, se reducen el descenso de la presión y la turbulencia a sotavento, aumentando la longitud del
área protegida, aunque la reducción de la velocidad del viento en ella es menor. La mayor área protegida contra la
erosión del suelo se consigue con densidades entre 40 y 60%. En el caso de interrupciones en la continuidad de la
barrera el aire se acelera al pasar por el hueco dejado y puede llegar a superar a la velocidad del viento en campo
libre, [69] .
Por ejemplo en la tabla 5 comparamos el efecto de una barrera de coníferas, con 40 á 60 % de densidad y una
pared sólida (100 % de densidad), [69], que graficamos en la figura 40.
Como consecuencia de la cortina de árboles resulta un microclima en el área que ella protege, originado en la
disminución de la velocidad del viento tanto a sotavento como a barlovento, p. ej. la temperatura generalmente es
unos grados más alta pero puede ser algo más baja durante las noches muy calmas, sin viento; la humedad relativa
suele ser de un 2 a un 4 % mayor en la zona protegida, etc., [69].
% de la velocidad del viento libre para una distancia a sotavento
de la cortina de árboles de y para una densidad de la cortina de árboles del
40 al 60 % 60 al 80 % 100 %
5H 30 25 25
10 H 50 35 70
15 H 60 65 90
20 H 75 85 95
30 H 95 95 100
Tabla 5. Influencia de una cortina de árboles sobre la velocidad del viento, adaptada de [69] .

Fig. 40. Influencia de la densidad de una cortina de árboles sobre la velocidad del viento a sotavento de la
misma.
Edificios.
Los edificios ofrecen también obstáculos al viento y originan fenómenos similares a los vistos recién, que deben
ser tenidos muy en cuenta al considerar la dis-
persión de contaminantes en torno de los mis-
mos. Como ejemplo, en la figura 41, podemos
ver los cambios en el flujo de aire en torno de un
corte vertical por el centro de un edificio cúbico.
Fig. 41. Efectos de un edificio, corte vertical.

El efecto de un edificio sobre el viento,

pero considerando un plano horizontal, es
similar pero simétrico respecto al plano medio
del edificio, [39], sería lo que tratamos de re-
presentar en la figura 42.

Fig. 42. Efectos de un edificio, planta.

Como consecuencia se han definido diferentes regiones, o zonas, resultantes de la interacción de un edificio
con el viento, como tratamos de representar en la figura 43, [36] ý [46]:
1) a barlovento del edificio aparece una zona de desplazamiento, donde las líneas de corriente se desvían
hacia afuera y arriba,
 Contaminación del aire. 25.

2) en la vecindad a sotavento del edificio hay una zona de la cavidad, con flujo de retorno, se caracteriza
por pequeña velocidad media del viento, movimiento circular del aire y gran turbulencia,
3) a sotavento, inmediatamente después de la zona de la cavidad, aparece una zona de la estela, en la cual las
líneas de corriente recuperan gradualmente su configuración inicial, en ella la turbulencia es grande pero no tanto
como en la cavidad.
Nótese que algunos autores, aparentemente, incluyen una región en otra, así dentro de la zona de desplaza-
miento se encontraría la de la estela, y dentro de ésta, a su vez, estaría la cavidad, [39].
Los límites entre las zonas mencionadas no son precisos, las dimensiones varían mucho con las del edificio y
con la dirección del viento. P. ej. para una pared aislada, de longitud infinita y colocada perpendicular al viento, la al
tura de la cavidad es del orden de dos veces la
de la pared y su longitud de diez veces la
altura de la pared, para edificios de forma
cúbica la altura de la cavidad es de aproxi-
madamente una vez y media la del edificio y la
longitud de la cavidad es de tres veces la altura
del edificio, [39] .

Fig. 43. Influencia de un edificio aislado

sobre el flujo de aire, [46].

Otros autores dan dimensiones algo diferentes, p. ej. extienden la zona de la cavidad a una distancia a sota-
vento de 2 á 3 veces la altura del edificio, y para la zona de la estela que ocurre a sotavento inmediatamente después
de la anterior y se extiende hasta 5 á 10 veces la altura del edificio, [36].
Cuando los edificios son alargados en la dirección del viento y tienen techo plano horizontal o azotea, la cavi-
dad aparecería como dividida en dos cavidades, o zonas de recirculación del aire, una sobre el techo, inmediata-
mente a barlovento del coronamiento de la pared enfrentada con el viento, y otra inmediatamente a barlovento del edi
ficio en sí, como tratamos de representar en
la figura 44.

Fig. 44. Cambios en el flujo de aire por

un edificio de techo plano y ho-
rizontal, de [70], [81] y [82]
modificada.

Para la determinación de sus caracte-

rísticas geométricas el Sr. Wilson, propone
un cálculo algo más elaborado, que indi-
camos a continuación, [70], [81] y [82].

La configuración del flujo estaría determinada por la altura H e y el ancho W de la cara del edificio que mira a
barlovento. Se calcula una longitud ficticia R, en metros, dada por: R = Bs0,67 BL0,33 donde:
Bs = la dimensión más pequeña de la cara del edificio que mira al viento, entre He y W, en metros;
BL = la dimensión más grande de la cara del edificio que mira al viento, entre He y W, en metros;
Si BL >8Bs se usa directamente BL = 8Bs para calcular R
Se pueden estimar:
altura máxima de la zona de recirculación sobre el techo: Hc = 0,22 R ;
longitud de la zona de recirculación sobre el techo: Lc = 0,9 R ;
longitud de la zona de recirculación detrás del edificio: Lr = 1,0 R ;
distancia a barlovento, entre el frente del edificio y la altura máxima de la zona de recirculación sobre
el techo: Xc = 0,5 R ;
distancia vertical desde el techo hasta el viento no perturbado: 1,5 R,
los coeficientes dados se reducen hasta en un 50% cuando a barlovento del edificio existen otros obstáculos que
aumentan la turbulencia.
La turbulencia generada por el edificio está confinada superiormente por el límite de la estela generada por el
techo, Z3 , que se puede calcular mediante la expresión: Z3 / R = 0,28 (X / R)0,33 donde X es la distancia entre el
frente del edificio a barlovento y el punto que cuya Z3 deseamos calcular.
Observemos que los valores indicados por el Sr. Wilson difieren bastante de los mencionados por los otros au-
tores.
Contaminación del aire. 26.

Las menores cavidades en edificios cúbicos

se producirían para vientos que soplen según las
diagonales del mismo, formándose remolinos a
sotavento, como tratamos de representar en la fi-
gura 45.

Fig. 45. Distorsión en el flujo, por edificios con

su diagonal paralela al viento, [38].
En cambio, para edificios de planta rectangular el viento según una diagonal puede originar flujos muy turbu-
lentos en las zona de la cavidad y de la estela, que pueden alcanzar sus máximas dimensiones; pero si el viento es
paralelo a su lado mayor, la cavidad resulta menor que en uno cúbico de igual altura y ancho, [39]. Esto último po-
dría explicar las diferencias entre los valores propuestos por el Sr. Wilson y los otros autores, como ya mencionamos.
Caída brusca del penacho o lavado descendente.
Una cuestión importante es la caída brusca del penacho, el llamado "lavado descendente" (o "downwash" se-
gún los angloparlantes), que se origina por la interacción aerodinámica entre el penacho de gases de escape desde
una chimenea y un obstáculo, tal como la misma chimenea o bien un edificio más o menos próximo; originando gran-
des concentraciones de gases de escape a
nivel del suelo. En la figura 46 hemos tra-
tado de mostrar ambos fenómenos.
Fig. 46. Caída brusca del penacho de
una chimenea.
Algunos autores llaman lavado descendente del coronamiento de la chimenea al primero y lavado descen-
dente aerodinámico, al segundo fenómeno, reduciendo ambos la altura efectiva de la chimenea, [40] .
a) Lavado descendente del coronamiento de la chimenea:
En el caso de la propia chimenea, si las fuerzas que hacen ascender a los gases (flotación y cantidad de mo-
vimiento, como veremos luego) son insuficientes, el penacho puede caer dentro de la estela que se forma inmedia-
tamente a sotavento de la chimenea, lo que reduce el ascenso del penacho, por que los gases abandonan la zona de la
chimenea a menor altura que el coronamiento de la misma y, además, lo hacen desde un área mayor que la de la
sección transversal de la chimenea, [39] .
Se puede tomar como orientación el valor de la relación entre la velocidad de salida, vs, de los gases de escape
y la velocidad u del viento; que podemos resumir en la tabla 6, [39].
vs /u condición:
> 1,5 no hay lavado descendente
< 1,0 hay lavado descendente, incluso muy grande
Tabla 6. Relación vs /u y lavado descendente.
Ya para vs /u < 1,2 puede haber problemas de lavado descendente. Para valores intermedios la situación es
incierta y debe ser estudiada con cuidado, [39].
b) Lavado descendente aerodinámico:
El resultado de la existencia simultánea de una chimenea, el penacho de gases de escape originado en la misma
y un edificio será función, entre otras variables, de las dimensiones de la chimenea y del edificio, de sus posiciones
relativas con respecto al viento, es decir a barlovento o sotavento, de la distancia entre ambos, de la ve-
locidad y temperatura de los gases de escape, de la velocidad del viento, etc.
Así en la figura 47 , podemos ver en A) el caso de una chimenea alta, de un penacho que sortea la zona de la
cavidad pero puede quedar parcialmente atrapado por la estela, si así ocurriera, la dispersión en la parte inferior del
penacho resulta más rápida, debido al aumento de la turbulencia en la estela, en cambio en C) representamos el caso
en el que el grueso del penacho penetra en la zona de desplazamiento y en la cavidad misma, en ese caso la
concentración de gases de escape en la zona de la cavidad puede ser muy elevada, siendo B un caso intermedio, [41].
 Contaminación del aire. 27.

Fig. 47. Influencia de un edifico sobre el penacho originado

por una chimenea ubicada a barlovento del mismo.
De [41], modificada.

Algo similar ocurre con chimeneas ubicadas sobre el techo mismo, como podemos ver en la figura 48.

Fig. 48. Influencia de un edifico sobre el penacho originado por una chimenea ubicada en el techo del
mismo. De [41], modificada.
Una chimenea alta colocada sobre el techo puede ser más efectiva que si la colocamos a barlovento, y una
abertura que no sobresalga del techo puede originar concentraciones muy elevadas de gases de escape en la región
de la cavidad, siendo sus distribuciones vertical y lateral parecidas a las producidas por una fuente a nivel del suelo
ubicada a barlovento del edificio, [41].
Si la chimenea está a sotavento del edificio, según tratamos de representar en la figura 49, la situación suele ser
mejor, nunca se contaminará la región de la cavidad, pero si la altura de la chimenea no es suficiente puede haber
una concentración elevada de contaminantes atrapados en la estela, produciéndose un lavado descendente im-
portante con altas concentraciones a nivel del piso, [41] .

Fig. 49. Influencia de un edifico sobre el penacho originado por

una chimenea ubicada a sotavento del mismo.
De [41], modificada.

La entrada de los gases en la estela produce tres efectos: 1) se reduce la masa de los mismos dentro del pena-
cho, consecuentemente también lo hace su concentración a lo largo del eje del penacho, 2) se reduce el ascenso del
penacho por lo que lo hace la altura efectiva de la chimenea y 3) además los gases resultan emitidos desde un área
mayor que la de la sección transversal de la chimenea, [36].
Estos fenómenos pueden incrementar mucho la concentración de los contaminantes en las cercanías de la
fuente, incluso generando problemas graves en la atmósfera interior de los edificios, por ingreso de contaminantes
exteriores a través de las ventanas y otras aberturas que comunican
con el interior, convirtiéndose éstas en verdaderas fuentes secundarias
de contaminación respecto al aire dentro del edificio, como tratamos
de representar en la figura 50 .
Fig. 50. La zona de la cavidad como fuente secundaria de con-
taminación interior.

Recordemos lo ya visto en la página 17, una "cavidad" no puede concentrar un contaminante que traiga el aire
entrante a la misma, sí actúa promediando las concentraciones durante el tiempo medio de permanencia del aire en
la misma; la máxima concentración del contaminante en el aire en ella será, a lo sumo, igual a la máxima
concentración del mismo en el aire entrante, pero esa concentración puede ser muy grande si una chimenea, u otra
fuente similar, vierte sus gases de escape en la "cavidad".
En el caso de la interacción entre una chimenea y un edificio cercano, para determinar si puede haber lavado
descendente se debería recurrir a la comparación con el comportamiento de los efluentes en otro caso real similar. Si
ello no es posible, en el caso de configuraciones simples, p. ej. una chimenea adyacente o pegada a un edificio
rectangular simple, se puede recurrir a una regla empírica: para evitar problemas de lavado descendente la altura h ch.
de la chimenea debe cumplir h ch. > hed. + 1,5 Led. donde hed. es la altura del edificio y Led. es el valor menor
entre la altura del edificio o su ancho máximo proyectado, [43].
Contaminación del aire. 28.

Según otros autores, cuando la altura de la chimenea no supera a 2,5 veces la de las estructuras adyacentes es
probable que los contaminantes sean arrastrados a las zona de la cavidad o de la estela, [36] ý [39], o bien puede
ocurrir lo mismo si en una zona cuyo diámetro es igual a diez veces la altura de la chimenea existen obstáculos cuya
altura supera 0,4 veces la de la chimenea, [38].
Se dice que el penacho queda atrapado en la zona de la cavidad cuando la altura del eje del penacho iguala a la
de la cavidad y se define una velocidad crítica, o mínima, del viento como la mínima velocidad del viento que es
necesaria para que se produzca el atrapamiento del penacho por la cavidad, [43] y [83]..
El análisis de los efectos de la estela se debe hacer para cualquier chimenea que esté sobre o cerca de un edi-
ficio, y a los fines reglamentarios se considera que la estela de un edificio puede interferir al penacho de la chimenea
cuando la distancia entre la chimenea y la parte más próxima del edificio no supere a la menor entre cinco veces la
altura o el ancho proyectado del edificio, [49].
Es decir, para los propósitos de este análisis "cercano" incluye estructuras a una distancia de cinco veces la al-
tura o el ancho de la estructura, la que sea menor, pero no mayor de 0,8 Km, [43].
Grandes cuerpos de agua.
Finalmente consideremos los vientos originados en las riberas como consecuencia de las diferencias de tem-
peratura entre el agua y la tierra, fenómeno que se presenta en las zonas costeras de grandes cuerpos de agua, como
nuestro Río de la Plata, los lagos de nuestra Patagonia, los mares y océanos, etc. Incluso son fenómenos conocidos
por las gentes del mar, que los usan al navegar a vela.
La temperatura del agua, en los grandes cuerpos de agua, es más o menos constante, tiene, en general variaciones esta-
cionales pero no diarias. En cambio la tierra que los limita suele calentarse de día, sobre todo en los días soleados,
con ello se calienta el aire y tiende a ascender, siendo reemplazado por aire más frío proveniente de mar, o río,
adentro, cerrándose el ciclo en altura, se produce la llamada virazón o brisa marina. A la inversa, durante la noche la
tierra se enfría, enfriando al aire que la cubre, la columna del mismo tiende a descender sobre la tierra y reemplazar
al que asciende sobre el agua, por estar relativamente más cálido, cerrándose nuevamente el ciclo en altura. Se
produce así el viento terral o brisa terrestre.
Debe destacarse la importancia de las corrientes en altura que cierran los ciclos, pues en general invierten el
sentido del transporte de los contaminantes, cuando llegan a esas alturas. Tratamos de representar estos fenómenos
en la figura 51.

Figura 51. Virazón y terral o brisas marina y de tierra.

Los sistemas de circulación atmosférica asociados a los grandes cuerpos de agua se hacen evidentes cuando los
vientos sinópticos son débiles y las diferencias de temperatura entre el agua y la tierra son grandes. No son sistemas
estáticos, sino, por el contrario continuamente cambiantes, por ejemplo el frente de la virazón se dirige tierra adentro
durante el día, a medida que la tierra se va calentando cada vez más, la intensidad de la virazón crece hasta me dia tarde
y luego decrece, y desaparece pronto luego de la caída del sol, pues la tierra se enfría rápidamente, para dar paso al
viento terral durante la noche, aunque ésta resulta más débil, por ser menor la diferencia de temperaturas antes
mencionada, [46].
Veamos ahora, un ejemplo complejo donde se suman los fenómenos meteorológicos a los aspectos topográfi-
cos, como es el caso de las ciudades.
Ciudades.
El clima en las ciudades o en áreas muy industrializadas difiere del de su entorno rural debido a varias causas,
[5]:
1. las ciudades normalmente tienen una rugosidad mucho mayor, p. ej. por los edificios o los conductores aé-
reos de electricidad o telefonía, con lo que el flujo de aire resulta más turbulento, como muestra en la página 21 la
figura 31.
2. las zonas rurales normalmente están cubiertas de vegetación, a diferencia de las zonas urbanas, en las que
predominan los materiales de construcción y el pavimento; esto tiene varias consecuencias:
 Contaminación del aire. 29.

a. se altera totalmente el balance hídrico, y con él el balance térmico, p. ej. las plantas eliminan agua por
transpiración a la atmósfera, enfriándose más que las rocas y los materiales de construcción en
general; la cantidad del agua de lluvia que escurre, respecto al total que cae, es muchísimo mayor en el
caso de zonas construidas, y mayor cuanto más densa es la construcción, con lo cual también varía la
cantidad de agua retenida en la zona y su temperatura.
b. cambian las características de los materiales desde el punto de vista de su interacción con la radiación
electromagnética que nos llega del sol, es decir varía la cantidad de energía radiante reflejada, emitida,
absorbida, etc. Variando también el balance térmico.
c. así mismo cambian la conducción térmica y el calor específico de los materiales, una cosa es un suelo
natural húmedo, otra el mismo suelo seco, otra son los materiales de construcción, etc.
3. además en una ciudad existen fuentes de calor importantes, como los automotores, las fábricas, las vivien-
das, etc. que suelen ser muy escasas o casi inexistentes en zonas rurales.
Como consecuencia, la temperatura en el centro de las ciudades suele ser mayor que en zonas rurales cercanas,
sobre todo en las noches de verano, sin viento ni nubes, [50], llegando a ser de 2 á 3 grados superior; todo esto ha
llevado a denominarla como isla caliente urbana, [5], o isla de calor, [50].
Cuando soplan vientos fuertes, en particular durante el día incluso puede revertirse la situación, desaparece la
circulación por isla de calor, prevaleciendo la influencia de los edificios, resultando una atmósfera muy turbulenta,
[5] y [38]. Durante la noche, el efecto de "la isla caliente" hace que los vientos en superficie converjan hacia el
centro urbano, apartándose del mismo en altura, cerrando así el ciclo, [38].
Otra consecuencia de la isla de calor es la desaparición, sobre las ciudades, de la inversión nocturna, caracte-
rística de zonas rurales en noches sin nubes, por lo que la atmósfera resulta más inestable que en zonas rurales, [38].
Todo esto influye mucho sobre la capa
límite, que se eleva sobre las ciudades, en
forma de un penacho caliente urbano, [50].
Debido a la isla de calor los penachos
originados en fuentes individuales, a medida
que ascienden, tienden a converger en la zona
central de la ciudad, donde se elevan para
volver a la periferia en la altura, descender y
cerrar el ciclo, como tratamos de resumir en
la figura 52, [38] y [46].

Fig. 52. Isla de calor originada por una

ciudad, de [38] adaptada y modi-
ficada.

Como resultado se produce un pico en

la concentración de contaminantes en el cen-
tro de la ciudad, y desciende hacia la perife-
ria, como tratamos de representar en la figura
53.

Fig. 53. Efecto de la Isla de calor sobre la

concentración de SO2, de [38] .

En el caso de la ciudad de St. Louis, del estado norteamericano de Missouri, se ha podido apreciar que las
consecuencias de la isla de calor sobre la circulación del aire son las dadas en la tabla 7, [46].
Elemento Magnitud general
Diferencia de temperaturas entre la zona urbana y la zona rural > 2 ºC
Viento de gradiente (900 mb) > 5 m/s
Viento promedio en superficie 2 m/s
Velocidad vertical promedio 0,3 m/s
Diámetro de la superficie que cubre el flujo entrante 30 km
Diámetro de la corriente ascendente 7 km
Altura de la circulación 1 km
Tabla 7. Estimaciones del efecto de la isla caliente sobre la ciudad de St. Louis, [46].
Contaminación del aire. 30.

La existencia de múltiples edificios, las calles, etc. in-

ducen cambios importantes en el campo local de vientos,
como tratamos de representar en la figura 54.
Observemos que aparecen "cavidades", estelas, torbe-
llinos, etc.

Fig. 54. Características del flujo en torno de un conjun-

to de edificios de [46], modificada].

Así resulta que a medida que una columna de aire proveniente de una zona rural pasa sobre una ciudad y
vuelve al campo va cambiando su contenido de contaminantes, tanto en cantidad, como en calidad y en la distri-
bución vertical de los mismos.
P. ej. en la figura 55 , adaptada a partir de [38], hemos representado como varía la concentración de dióxido de
azufre con la altura, en una columna de aire, a medida que ésta se desplaza desde el campo a una ciudad, la atraviesa
y vuelve al campo, que describimos a continuación.

Fig. 55. Distribución vertical de la concentración de SO2 en una columna de aire que atraviesa una zona urbana.
Con: Z altura sobre el nivel del terreno, h altura media de los edificios y concentración relativa de SO2.
Adaptada a partir de [38].
I) antes de entrar a los suburbios la concentración de SO2 resulta pequeña y se encuentra distribuida
uniformemente en la altura,
II) a medida que la columna de aire atraviesa los suburbios se enriquece con las contribuciones de
fuentes relativamente pequeñas, suponiendo que no existan grandes, a alturas bajas y moderadas,
apareciendo picos casi instantáneos de concentración a nivel de la altura efectiva de los correspon-
dientes penachos, que representamos con línea más fina,
III y IV) a medida que se acerca al centro urbano aumenta la concentración del contaminante, por ingreso de
más cantidad del mismo, pero el efecto de mezcla de los edificios y la reflexión del penacho en la
capa atmosférica superior, estable, hace que la distribución de la concentración sea aproximadamente
constante hasta la parte superior de los edificios, o algo más, pero los picos superiores de la
concentración suelen observarse por encima de la altura de los edificios, cerca de las alturas efectivas
de los penachos originados en las fuentes mayores, que suelen ser muy altas; así parece que, p. ej.,
medir la concentración de SO2 a alturas iguales o menores de 0,8 la altura media de los edificios
daría resultados aproximadamente iguales a hacerlo a unos 1,5 m desde el suelo, es decir la altura
aproximada donde inhala un adulto,
V) ya la columna de aire abandona el centro de la ciudad, las concentraciones a niveles bajos son
aproximadamente las máximas, y las de los niveles altos van creciendo, por dispersión del conta-
minante desde las capas inferiores,
VI) nuevamente la columna se encuentra sobre los suburbios, la concentración del contaminante en los
niveles altos sigue creciendo, todavía por dispersión del contaminante desde las capas inferiores,
pero se va reduciendo en los niveles inferiores, al hacerlo los aportes,
VII) la columna de aire está de nuevo en la zona rural, la concentración del contaminante es aproxima-
damente constante en toda la altura pero algo mayor que antes de entrar, como vimos en I.
Como podemos observar la existencia de una ciudad complica mucho el problema de la dispersión de los con-
taminantes.
¿Qué es un modelo?
Es una representación de la realidad tal que sometida a determinados estímulos, equivalentes a aquellos que
soporta la realidad, responde de manera semejante a esta última. El modelo sirve en tanto y cuanto sus respuestas y
las de la realidad sean coincidentes, ante un estímulo dado.
P. ej.: cuando escribimos F = m x a , donde F representa a la fuerza, que aplicada a un cuerpo de masa m le
imprime una aceleración a, simplemente estamos escribiendo un modelo matemático del principio de masa de la
Física.
 Contaminación del aire. 31.

Un modelo de dispersión atmosférica es un modelo que trata de predecir cómo se dispersan en la atmósfera los
contaminantes que se emiten en ella. Trata de representar los procesos de transporte, dispersión y, eventualmente,
transformación química que tienen lugar en la atmósfera, para así poder relacionar las emisiones con la calidad del
aire resultante en un lugar dado, [34].
Los modelos de dispersión en la atmósfera, entre otras cosas, se pueden usar para:
1) estimar si una fuente cumple con de las reglamentaciones vigentes, p. ej. en nuestro país los requieren
tanto la reglamentación de la Ley de residuos peligrosos (20.054), como las normas de la provincia de
Buenos Aires, entre otras;
2) ubicar puntos de muestreo en torno de fuentes, dentro de ciudades, etc.;
3) evaluación de exposiciones;
4) relacionar las emisiones con la calidad del aire resultante;
5) estimar los límites legales a imponer a las emisiones para lograr determinadas inmisiones, etc.
Para ello y según los casos, los modelos deben ser capaces de estimar :
1) las concentraciones máximas, para poder compararlas con los límites admisibles,
2) las ubicaciones de los puntos en donde las concentraciones superen los límites de sensibilidad de la
técnica empleada, para poder ubicar los sistemas de medición de calidad del aire,
3) las concentraciones en las poblaciones expuestas, p. ej. para poder evaluar riesgos,
4) determinar la calidad del aire que resulta de unas emisiones dadas.
Observemos que los requerimientos serán diferentes en cada caso, p. ej. los lugares donde se producen las
concentraciones máximas no coinciden necesariamente con aquellos en los que se encuentra la población cuya ex-
posición se desea determinar, o bien será diferente si se desea evaluar un efecto agudo o un efecto crónico, en el
primer caso el modelo deberá suministrar valores máximos de concentraciones en períodos muy cortos, p. ej. del
orden de los minutos u horas, en el segundo interesarán valores promediados en períodos largos, p. ej. del orden del
año o más.
En otros casos puede interesar el efecto que producen los contaminantes emitidos por una fuente sobre una
población muy lejana, p. ej. distante unos 200 o más kilómetros, en esos casos pueden interesar las reacciones que
los mismos sufren durante su recorrido hasta la fuente. En otros casos el problema de las reacciones químicas o fo-
toquímicas no importa, p. ej. si la distancia entre la fuente y el receptor es pequeña y el contaminante no es reactivo,
mas si es reactivo sí puede importar.
En la figura 56 hemos tratado de representar las diferentes escalas según las cuales se puede estudiar un pro-
blema de calidad del aire, cabría agregar otras dos más, la del ambiente laboral y la del interior de edificios, sean
ambientes laborales, viviendas, etc. pero escapan a nuestro interés en este trabajo.

Fig. 56. Diferentes escalas según las cuales se puede estudiar la calidad del aire. A partir de [38], modificada.
Tipos de modelos
Existen varios tipos de modelos de dispersión atmosférica, básicamente: gaussianos, numéricos o de conser-
vación de la masa, estadísticos o empíricos y físicos, [1] y [2].
Normalmente existe más de un algoritmo de cálculo que pertenece a alguna de las clases de lo modelos ma-
temáticos, cada uno de estos algoritmos tiene una aplicación más o menos específica y se lo suele llamar modelo, así
p. ej. el SCREEN es un modelo para el cálculo de la dispersión de contaminantes en la atmósfera que pertenece al
grupo de los de penacho gaussiano o, simplemente, gaussianos. En muchos casos la única diferencia real entre
modelos de una misma clase es el grado de detalle considerado en los datos de entrada o de salida, [35]. .
Los modelos más usados para estimar el impacto de contaminantes no reactivos son los gaussianos por lo que
luego nos detendremos en ellos con más detalle.
Los modelos numéricos, basados en la ecuación de conservación de la masa, pueden separarse en dos grandes
grupos, Lagrangianos y Eulerianos.
Contaminación del aire. 32.

Estos modelos son adaptables a contaminantes fotorreactivos, por lo tanto son más apropiados que los
gaussianos para aplicaciones urbanas y de fuentes de área que implican contaminantes reactivos, como los com-
puestos orgánicos volátiles, pero requieren bases de datos de entrada mucho más extensas y mayores recursos, por lo
tanto, no son usados tan ampliamente, [35] y [36].
Si recordamos la cinemática de los fluidos, para conocer el estado de movimiento de un fluido en cada instante
se pueden emplear el método de Lagrange o el de Euler. El primero describe el movimiento de cada partícula
durante su viaje, entonces será necesario conocer su trayectoria, o sea el camino que recorrió. El método de Euler,
por su parte observa todas las partículas que pasan por un punto dado del espacio a través del tiempo, la línea ca-
racterística para este enfoque es la línea de corriente, que es la que tiene como tangente en cada uno de sus puntos al
vector velocidad, [37].
Los modelos de dispersión atmosférica lagrangianos, también llamados de celda móvil o de trayectoria, con-
sideran una columna móvil de aire que se mueve a través del área de interés a los largo de una trayectoria calculada
a partir de la del viento, a dicha columna entra el contaminante a medida que pasa por encima de las fuentes y en
ella experimentan mezcla vertical y transformaciones químicas. La sección horizontal de la columna va desde el
metro cuadrado hasta varios kilómetros cuadrados, según los casos; la altura de la columna se suele hacer coincidir
con la de la capa de mezcla, [39] y [57].
Los datos requeridos para los modelos de trayectoria incluyen: (1) las concentraciones iniciales de todos los
contaminantes y las especies químicas pertinentes; (2) las cantidades de contaminantes de interés y de sus precur-
sores emitidas dentro de la porción de aire, en la unidad de tiempo y a lo largo de su trayectoria; (3) características
meteorológicas tales como la velocidad y la dirección del viento; y (4) la radiación solar ultravioleta, [57].
Las limitaciones básicas de los modelos de trayectoria incluyen la cantidad y la densidad de los datos requeri-
dos para los cálculos precisos de las emisiones entrantes, de la remoción física por depósito seco o húmedo, de las
transformaciones químicas y de la dilución; suponer velocidad del viento constante con la altura; despreciar los
cambios de volumen de la celda, resultantes de la convergencia y la divergencia del campo de viento; e incertidum-
bre en las condiciones de borde, incluyendo condiciones en altura, [33] y [57].
Los modelos eulerianos, o multi caja, o de red fija, o de cuenca atmosférica regional, consideran a la atmós-
fera dividida en un conjunto de cajas adyacentes, fijas con respecto a la tierra, normalmente de sección horizontal
rectangular y altura arbitraria, p. ej. y de nuevo, la de la capa de mezcla. Simplemente calculan la concentración de
contaminante en cada caja mediante un balance entre la masa que le llega desde la caja anterior más la que entra por
emisiones menos la que sale hacia la caja siguiente, todo dividido por el volumen de la caja, teniendo en cuenta,
además, la química atmosférica, la mezcla vertical y parámetros meteorológicos, [39] y [57].
Estos modelos son complejos desde el punto de vista del cálculo y requieren el conjunto de datos de entrada
más extenso, pero también suministran el tratamiento más realista de los diversos procesos implicados en la for-
mación fotoquímica de la contaminación atmosférica, [57].
Requieren datos meteorológicos en superficie y en altura, p. ej. de viento, temperatura, turbulencia, que se in-
terpolan sobre el campo de interés como parte del proceso de preparación de la información de entrada. Adicio-
nalmente a los datos atmosféricos se deben considerar los correspondientes a las fuentes de emisión, que en los
modelos más complejos se suministran como estimaciones por categoría de fuente, es decir se estiman las cantida-
des emitidas en la unidad de tiempo por vehículos, aviones, centrales termoeléctricas, refinerías, etc. y fuentes dis-
tribuidas, incluyendo sus variaciones temporales y estacionales. También incluyen las descripciones de la cinética
química en la atmósfera de los gases en cuestión, y sus precursores, [57].
Un conocimiento incompleto de toda la información necesaria conduce al uso de estimaciones, o fijación de
parámetros, para suministrar los valores apropiados, pero las incertidumbres asociadas y los errores pueden propa-
garse durante la solución.
Las deficiencias de los modelos de red radican en las complicaciones teóricas y de cálculo necesarias en este
tipo de simulaciones. La imprecisiones en las predicciones con los modelos de red provienen de: (1) deficiencias
teóricas en la representación matemática de procesos atmosféricos; (2) inexactitud numérica en la solución de la
ecuación de difusión atmosférica; y (3) datos inadecuados de entrada resultante de bases incompletas de datos, [57].
La gran resolución temporal de los modelos de red permite suministrar estimaciones minuto a minuto de la
concentración en cada celda, y puede haber tanta resolución espacial cuanto lo permitan los datos disponibles.
Como estos modelos responden a procesos atmosféricos específicos dentro del sistema, permiten explícita-
mente la inserción, dentro de su estructura, de información nueva, p. ej. referida a procesos químicos o meteoroló-
gicos. Además, con este tipo de modelos puede analizarse el impacto de fuentes individuales de precursores, [57].
En la figura 57 hemos tratado de representar ambos tipos de modelos numéricos. Cabe agregar que los mismos
se prestan muy bien para el cálculo con el método de las diferencias finitas.
 Contaminación del aire. 33.

Fig. 57. Los dos tipos de modelos numéricos: según el método de Lagrange y según el método de Euler.
Los modelos numéricos son más apropiados que los gaussianos para aplicaciones urbanas de fuente de área
que implican contaminantes reactivos, pero requieren bases de datos de entrada mucho más extensas y mayores re-
cursos, por lo que uso es más limitado que el de penacho gaussiano. Se usaron principalmente para simular con-
centraciones de contaminantes sobre ciudades y regiones más que las relacionadas con emisiones desde fuentes en
particular, incluso se emplearon para simular el transporte a larga distancia de contaminantes como el SO2, [36] y [33].
Una variante, muy simplificada, de los modelos basados en la conservación de la masa está constituida por los
modelos de caja. Tratan a la atmósfera como una celda única, limitada por la capa de mezcla, con un área del orden
de 260 km2 (100 millas cuadradas).Las reacciones químicas dentro de la caja están afectadas por: (1) emisiones
regionales que se suponen mezcladas instantáneamente, (2) dilución por disipación de la inversión, (3) ventilación y
transporte resultantes del campo característico de vientos, y (4) ingreso de especies químicas desde lo alto, [57]. Como
tratamos de representar en la figura 58 .
Los requerimientos de datos son
mínimos, ya que la única consideración
de la resolución espacial tiene lugar
cuando se eligen los límites al usar el
modelo. No obstante, los resultados sólo
pueden interpretarse temporalmente para
un promedio, en masa, de una especie
química, y los mismos pueden estar muy
afectados por incertidumbres en las
condiciones de borde, [57].

Fig. 58. modelo de caja, [57]

Las técnicas empíricas se han usado, básicamente, para atmósferas urbanas y consisten fundamentalmente en
correlacionar datos de concentración de determinados contaminantes en momentos dados y condiciones meteo-
rológicas reinantes en esos momentos, de esa forma se puede, luego, pronosticar la calidad del aire esperada en
función del pronóstico meteorológico, entrando en las tablas de correlación correspondientes; su gran limitación
radica en que solamente valen para el sitio, las condiciones y las emisiones para los que fueron desarrollados, [39].
Los modelos estadísticos, también llamados de cambio de escala, proporcionales o de "rodar hacia atrás /
adelante" ("rollback / forward models" para los angloparlantes), se basan en la suposición que las concentraciones
ambientales de cierto contaminante atmosférico son directamente proporcionales a las emisiones, y que una re-
ducción dada de las emisiones resultará en una disminución proporcional de las concentraciones máximas de ese
contaminante en el ambiente. En principio estos modelos deberían aplicarse sólo a contaminantes primarios inertes y
su uso original fue para contaminantes no reactivos, tales como el monóxido de carbono. No obstante, esos modelos
fueron aplicados, con modificaciones, a contaminantes secundarios como el ozono, p. ej. en los EE. UU. de Norte
América se usaron para calcular la reducción de hidrocarburos distintos del metano necesaria para lograr cumplir las
normas federales para los oxidantes fotoquímicos, en particular el ozono. Dadas sus limitaciones fueron
abandonados por la Agencia de Protección Ambiental de ese país, [35], [39] y [57].
Los modelos empíricos y estadísticos se emplean en situaciones donde el conocimiento científico incompleto
de los procesos físicos y químicos, o la falta de las bases de datos requeridas, hacen impracticable el uso de modelos
gaussianos o numéricos, [35].
El modelado físico, consiste básicamente en ensayos con modelos a escala, en túneles de viento o en canales
con agua. El problema técnico fundamental residiría en los factores que permiten hacer el cambio de escalas, desde
el modelo a la realidad. Este tipo de modelado es un proceso complejo y costoso que requiere una gran experiencia
técnica. Puede ser útil para situaciones de flujo complejo, como condiciones de lavado descendente de edificios, o
chimeneas, impacto del penacho sobre terrenos elevados, difusión en un medio urbano o en terreno complejo. Es
particularmente aplicable a situaciones debidas a una fuente o un grupo de fuentes en un área geográfica limitada a
unos pocos kilómetros cuadrados, [35] ý [39].
El modelo gaussiano, definición, ventajas, inconvenientes
Contaminación del aire. 34.

Los modelos de penacho gaussiano deben su nombre a una de las suposiciones básicas que los originan: las
concentraciones de los gases efluentes de una fuente puntual se distribuyen en torno al eje del penacho conforme a
dos curvas normales, o de Gauss; una según el eje
vertical y la otra según el horizontal perpendicular a la
dirección del viento, según tratamos de representar en
la figura 59. Obsérvese que la dirección del eje x
coincide con la del viento.

Fig. 59. Esquema básico de los modelos de pena-

cho gaussiano, [42].

La expresión matemática general para esta clase de modelos, conforme con el modelo gaussiano de Pasquill y
Gifford, para gases o partículas de <20 m, según [42], es de la forma:
 y
  1 z H
1
 
2
 2
  2

 
1 z H

e   e 2  e  
Q 2

 
y z 2 z
x, y, z, H
2 y z u
donde:
(x, y, z, H) = concentración del contaminante, en el punto de coordenadas (x, y, z) , proveniente de una
chimenea de altura H, en [g/m3];
Q = caudal másico del contaminante, a la salida de la chimenea, en [g/s];
u = velocidad del viento, medida a la altura H, en [m/s];
y, z = desvíos standard de la distribución de concentraciones del contaminante en el penacho, según el
eje horizontal (y) y vertical (z), respectivamente, en [m];
H = altura efectiva de la chimenea, en [m]; que resulta de sumar la altura real de la chimenea y el ascenso
del penacho, como veremos luego.
Notemos que (x, y, z, H) es el nivel de inmisión en el punto de coordenadas (x, y, z) , proveniente de una
chimenea de altura H, [47].
La deducción completa de esta ecuación es sumamente compleja, p. ej. se puede ver en [51] , y escapa al al-
cance de este trabajo. No obstante, basándonos en [5], podemos intentar explicar el por qué de cada término.
La concentración de un contaminante cualquiera, en un punto de coordenadas (x, y, z) entorno a la chimenea
que lo emite, va a ser proporcional a la cantidad emitida, Q, en la unidad de tiempo, es decir, si se emite más en la
unidad de tiempo va a llegar más masa de contaminante en la unidad de tiempo a la unidad de volumen de aire que
circule encima de la chimenea, es decir la concentración será mayor: = k1 * Q .
Por otra parte, si suponemos que la cantidad de contaminante emitida, Q, por la chimenea en la unidad de
tiempo es constante, y aumenta la velocidad u del viento, mayor será la cantidad de aire que pase en la unidad de
tiempo sobre el coronamiento de la chimenea, cantidad de aire en la que se dispersará Q ,por lo tanto disminuirá la
concentración del contaminante en el aire en el que se dispersa: = k2 * u-1 .

1 x  2

e  
1 2
Recordamos que la expresión general de la curva normal, o de Gauss, está dada por : f N ( x )
2
donde x es la variable, su media es , su desvío estándar y su función de densidad de probabilidades es fN (x); y
que, además, cuando dos sucesos son estocásticamente independientes la probabilidad de ocurrencia simultánea de
ambos está dada por el producto de ambas probabilidades [72].
Entonces, si suponemos que la concentración del contaminante en torno al eje del penacho se distribuye conforme a
dos curvas normales y las referimos al eje del penacho llegamos a:

Q
 
 1 Y
2
  
1 Z
2

( X ,Y , Z ) 
u
1
e  
2 y
 1
e  2 z

 2 y
 2 z

en donde hemos escrito las variables X, Y, Z con mayúscula para resaltar que están referidas al eje del penacho.
Si ahora referimos las variables al nivel del suelo la expresión se transforma en
  y
 
1
2
 
1 z H  2

( x, y, z, H )
Q
 1
e  
2 y
 1
e 2 z 

u
 2 y
 2 z

y operando
 Contaminación del aire. 35.

 y 1 z H 
2 2

Q  
1
2 y
 
2
( x, y, z, H ) e e z

2 y z u
Esta expresión es válida en tanto el penacho se expanda ilimitadamente; pero en la realidad alcanzará el suelo, y
si suponemos que se "refleja" en el mismo, es decir que éste no
retiene a los gases arrastrados por el penacho, como tratamos de
mostrar en la figura 60 , a la concentración debida a la fuente real
se le sumará la originada en la fuente imaginaria, y resulta:
 y
 
1
2
 
1 z H  2

1 z H  2

e     e  
Q 2

e 
y 2 2
( x, y, z, H ) z z

2 y z u

que no es otra que la expresión general de Pasquill y Gifford,

dada en la página 34.
Fig. 60. Esquema mostrando la "reflexión" del penacho en
el suelo, [5].

Supuestos básicos y limitaciones.

Los modelos de penacho gaussiano no estiman perfiles instantáneos del penacho, sino que representan con-
centraciones promediadas durante un período especificado de tiempo, p. ej. los desarrollados por la Agencia de
Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América están basados en promedios de una hora y cuando se
necesitan promedios durante otros períodos se deben ajustar los resultados.
Algunas suposiciones básicas de este tipo de modelos son, según [5] , [36] , [40] ý [42]:
1. la masa (Q) de contaminante emitida por la fuente en la unidad de tiempo (g/s), o caudal másico, es
continua y constante durante el período de tiempo seleccionado, que es igual o mayor que el que tarda
el penacho en llegar al punto considerado;
2. todas las variables meteorológicas (tales como la velocidad del viento) se suponen constantes durante
el período básico de promedio de una hora para todas las distancias a sotavento;
3. en particular se supone una única velocidad y dirección horizontal del viento durante el período básico
de promedio de una hora. No se considera variación horizontal en tanto viaja el penacho a sotavento
durante ese tiempo;
4. como consecuencia de lo dicho en 1, la dispersión en la dirección del viento, correspondiente a la del
eje del penacho, es despreciable;
5. tanto la dispersión en la dirección del eje horizontal y, perpendicular al viento, como la dispersión en la
dirección del eje vertical z, son función de la distancia a sotavento y de la estabilidad atmosférica;
6. en la fórmula Gaussiana básica no se toman en cuenta variaciones verticales de la velocidad ni de la
dirección del viento, que pueden ser importantes, por lo que muchos modelos, derivados de la misma
fórmula, han sido corregidos para considerar dichas variaciones;
7. no considera cambios químicos ni depósitos del contaminante, es decir es conservativo;
8. se cumple plenamente la ecuación de continuidad: Q 0 u dy dz , o sea todo el material emitido
queda dentro del penacho a medida que éste se aleja de la fuente, hacia sotavento;
9. la fórmula Gaussiana básica vale plenamente sólo dentro de la capa de mezcla o capa límite. Y, como
consecuencia de lo dicho en 8, todos los modelos derivados de la misma usan un término de reflexión
para modificar la ecuación básica y tener en cuenta la restricción al movimiento vertical causada por el
suelo y por una capa elevada de aire estable, de inversión, limitante superior de dicha capa de mezcla;
10. los contaminantes tienen la misma densidad que el aire atmosférico que los recibe, lo que es bastante
aproximado para los gases de escape de procesos de combustión pero no para partículas, sobre todo si
tienen una velocidad de sedimentación apreciable, p. ej. las de más de 20 m de diámetro.
Podríamos resumir diciendo que se suponen condiciones de velocidad constante de viento, sin deslizamiento
del mismo, terreno llano y difusión simple a lo largo de la dirección del viento medio.
Como nada varía en el lapso de tiempo seleccionado concluimos que la ecuación representa un estado esta-
cionario durante ese tiempo es decir / t = 0 , [5].
Además no permiten calcular la dispersión con viento calmo (u = 0), ni en el caso de contaminantes que
reaccionen químicamente de manera no lineal, [33].
Se pueden usar los modelos de penacho gaussiano más allá de sus limitaciones en aquellos casos en los que los
impactos predichos por los mismos son tan pequeños que la importancia de los errores potenciales no afectan a las
conclusiones a las que se llegue. Pero no se los debería emplear para casos de condiciones meteorológicas o del
terreno complejas, transporte a gran distancia y emisiones de período corto; para los que existen modelos especiales, [40].
Los modelos de penacho gaussiano se pueden aplicar a fuentes puntuales, lineales y de área, [33].
Contaminación del aire. 36.

Coeficientes de dispersión y y z
Los valores de los desvíos standard de la distribución de concentraciones de contaminante en el penacho, y y
z , ó coeficientes de dispersión, no están definidos explícitamente por las suposiciones y se deben determinar
empíricamente, su determinación para un caso dado puede ser difícil, existen numerosos trabajos que procuran re-
lacionar estos valores con las condiciones meteorológicas y topográficas.
En particular se los refiere a la estabilidad atmosférica, vinculada con el grado de turbulencia en el aire am-
biente, que puede variar ampliamente de hora en hora y de día en día, y en los modelos está representada por
"clases" de estabilidad, como ya vimos en la pág. 14 y el anexo 5. En condiciones de poca turbulencia la dispersión
de contaminantes es limitada.
Entonces Pasquill y Gifford determinaron empíricamente, mediante mediciones en el campo, los valores de los
coeficientes y y z de dispersión y los graficaron en función de la distancia a sotavento, x, hasta la fuente usando
las clases de estabilidad como parámetro. Obtuvieron gráficos que hemos tratado de esquematizar en la figura 61.

Figura 61. Coeficientes de

dispersión horizontal y
vertical como función de la
distancia a sotavento de la
fuente. Según Turner, [42],
simplificada por nosotros.

Es importante destacar que las mediciones en el campo realizadas por Pasquill y Gifford fueron hechas sobre
terreno llano, rural, con fuentes aproximadamente a nivel del suelo y midieron promedios durante pocos minutos,
aproximadamente 10, y ,en rigor, no deberían emplearse para otras condiciones, [39] y [48].
Deduzcamos intuitivamente la distribución y la tendencia de estas curvas. En la figura 62, parte A), hemos
representado una vista lateral del penacho a medida que se aleja de la chimenea, el mismo tiene forma más o menos
cónica, y agregamos las distribuciones, supuestas gaussianas, de las concentraciones de un contaminante dado, a dos
distancias diferentes, x1 ý x2 , de la fuente.
Las distribuciones representadas pueden serlo tanto en el eje de las y como en el de las z ; las áreas encerradas
entre cualesquiera de las dos curvas normales y su línea de referencia, sombreadas en la figura, supuestamente son
iguales, por lo que las curvas resultan más achatadas a medida que se alejan de la fuente y, consecuentemente, los des
víos estándar van creciendo, es
decir, podemos deducir que la
función = f(x) crece al
hacerlo x, tal como tratamos de
representarlo en al figura 62,
parte B.

Fig. 62. = f(x)

Por otra parte, como tratamos de representar en la figura 63, parte A), si comparamos las curvas normales co-
rrespondientes a una atmósfera estable y otra inestable, para una misma distancia x de la fuente, como en la atmósfe
ra inestable la turbulencia es mayor, habrá más mezcla, la abertura del penacho será más grande, la curva normal
resultará más achatada y, por lo tanto, el desvío estándar resultará mayor. Además si comparamos las curvas co-
rrespondientes a dos distancias diferentes observaremos que las mismas cambian más rápidamente cuanto más
inestable es la atmósfera, por lo que también el correspondiente valor de variará más rápidamente. De todo la an-
terior se seguirían las curvas que tratamos de representar en la figura 63, parte B.
 Contaminación del aire. 37.

Fig. 63 = f (x, estabilidad atmosférica).

Existen otras expresiones, sobre todo matemáticas, para la determinación del valor de estos coeficientes, ba-
sadas en trabajos experimentales y referidas a las clases de estabilidad de Pasquill o similares. P. ej. en los modelos
ISC, según [49], para la dispersión en un medio rural usaron expresiones matemáticas cuyos resultados se ajustan a
los datos experimentales de Pasquill y Gifford ya mencionados; pero para medio urbano usaron un ajuste propuesto
por Briggs a los valores encontrados por McElroy y Pooler, debe tenerse cuidado al usar las fórmulas propuestas
por Briggs ya que valen para distancias a la fuente menores de 100 metros y las concentraciones calculadas para
esas distancias resultan sospechosas. En el Anexo 7 hemos incluido todas estas ecuaciones; y en el Anexo 8 in-
cluimos la propuesta del Manual de cálculo de altura de chimeneas industriales, [47], para el cálculo de y y de z.
Contaminación del aire. 38.

Altura efectiva
Al estudiar la dispersión de los gases de escape
que salen de una chimenea podemos distinguir dos fe-
nómenos diferentes:
1) la dispersión de los componentes de dichos
gases de escape en la atmósfera circundante,
fundamentalmente por difusión y por mezcla,
que es lo que se tiene fundamentalmente en
cuenta en ecuaciones del tipo de la de Pasquill y
Gifford, y
2) el movimiento del penacho como un todo, es
decir su ascenso y transporte más o menos hori-
zontal.
El penacho en su conjunto es consecuencia de la su-
perposición de ambos fenómenos, como tratamos de
representar en la figura 64.

Figura 64. El penacho de gases de escape de una

chimenea como consecuencia de dos fe-
nómenos: dispersión + ascenso.

El primero de los dos fenómenos es lo que hemos tratado de analizar hasta aquí; veamos ahora al segundo.
Si analizamos el movimiento de una porción de un gas de escape caliente saliendo de una chimenea podemos
identificar varias fuerzas actuando sobre la misma, como tratamos de representar en la figura 65:
1) una fuerza que tiende a elevarla, resultante de la
flotación debida a la menor densidad, con respecto al
aire circundante, originada en su mayor temperatura,
2) otra fuerza que también tiende a elevarla y se suma a
la anterior, originada en la energía cinética, por la
velocidad con que fluyen los gases por la chimenea,
dotando a los gases de determinada cantidad de
movimiento,
3) una fuerza fundamentalmente horizontal, originada
en el viento que sopla a la altura de la emisión.

Figura 65. Fuerzas actuando sobre una porción de

un gas de escape caliente saliendo por
una chimenea.

Como consecuencia del ingreso de aire atmosférico en el penacho aumenta su masa y por el intercambio de
calor y desciende su temperatura, disminuyendo tanto la acción de la velocidad de salida de los gases como la de la
flotación y la trayectoria resultante, inicialmente vertical, se va curvando hasta hacerse más o menos horizontal.
El efecto ascendente de la velocidad de salida de los gases suele ser importante inicialmente pero se reduce
rápidamente, en cambio el efecto de la flotación no suele ser muy importante en un comienzo pero se mantiene en el
tiempo. Según que prime un efecto u otro se suelen llama a los penachos "de chorro" y "flotantes", respectivamente;
aunque puede haberlos en los que ambos fenómenos sean importantes simultáneamente[39].
Resulta difícil definir qué se entiende por el "eje del penacho", se suele tomar como tal el lugar geométrico 1)
de los centros de gravedad del penacho, 2) de los puntos en los que es máxima la concentración de los gases de es-
cape, o 3) de los puntos equidistantes de los extremos superiores e inferiores del penacho, cuando éste es visible. Las
tres definiciones coinciden cuando el penacho es simétrico, pero pueden diferir mucho cuando no lo es, p. ej.
inmediatamente a la salida de la chimenea, [39].
No obstante se define como altura efectiva de la chimenea a aquella a la que el eje del penacho es esencial-
mente horizontal. Esto no ocurre siempre; p. ej. , teóricamente, un penacho flotante en una atmósfera inestable o
neutra asciende siempre, en cambio en una atmósfera estable puede alcanzar una altura máxima y permanecer en
ella o, incluso, descender, [39].
También se define, [52] y [60], como altura efectiva de emisión a:
1) la altura a la cual el penacho no se eleva más (para condiciones estables);
 Contaminación del aire. 39.

2) la altura de un penacho por encima del punto en el que se verifica la concentración máxima a nivel del
suelo (la más práctica para condiciones neutras o inestables).
A los efectos de simplificar los cálculos es conveniente suponer que la dispersión comienza a una altura ficticia
por encima de la fuente real, en lugar de ascender y dispersarse simultáneamente.
Precisamente, la altura efectiva de la
chimenea es aquella a la cual se suele supo-
ner, en los cálculos de la dispersión atmos-
férica de los contaminantes, que se encuen-
tra ubicada una fuente puntual virtual, equi-
valente a la real, desde la cual se dispersan
los gases de escape formando un penacho de
eje horizontal, [41]. Como tratamos de re-
presentar en la figura 66.
Figura 66. La altura efectiva de la chimenea.
Entonces la altura efectiva, H, de la chimenea resulta de sumar a la altura real, h, de la chimenea el ascenso,
H, del penacho. O sea: H = h + H
La altura real, o geométrica, de la chimenea se obtiene más o menos fácilmente de mediciones relativamente
sencillas, pero el cálculo del ascenso del penacho es complejo y ha dado lugar a muchas investigaciones y variadas
fórmulas, cuyo campo de aplicación queda limitado por las condiciones en las cuales se las dedujo.
Existen varias docenas de fórmulas para calcular el ascenso del penacho; algunas de ellas son de origen em-
pírico, a partir del estudio de chimeneas reales, particularmente de grandes centrales termoeléctricas o de modelos
físicos ensayados en túneles de viento; otras tienen un origen teórico, incluyendo el análisis dimensional, o bien son
el resultado de ajustes de fórmulas anteriores, [84] y [85].
Según datos obtenidos con chimeneas de 1,7 á 4,3 m de diámetro y con temperaturas de gases de 82 á 204 ºC,
Holland, [42], dedujo:
vs d  T Ta 
H
u 
1,5 2 , 68 10 3 p s
Ts
d

donde:
vs = velocidad de salida de los gases por la boca de la chimenea, en [m/s];
d = diámetro interior de la chimenea, en[m];
p = presión atmosférica, en [mbar];
Ta = temperatura del aire, en [ºK];
2,68 x 10 -3 [mb-1 m-1 ]es una constante que resulta del sistema de unidades usado.
Holland sugiere que para condiciones inestables se use H = 1,1 á 1,2 'H y que para condiciones estables se
emplee H = 0,8 á 0,9 'H ; donde 'H es el valor que resulta de aplicar la ecuación indicada recién .
Según la Sociedad Norteamericana de Ingenieros Mecánicos, [41] , para fuentes de pequeño caudal de emisión,
con grandes velocidades de salida (vs > 10 m/s) , pero con poca diferencia de temperatura respecto a la del ambiente,
 v  1,4

 u
s
[(Ts -Ta ) < 50 ºK] ; se puede usar H d
Nótese que u debería ser la velocidad media del viento a la altura de la boca de la chimenea, de la que habla-
remos luego.
La Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América recomienda usar las ecuaciones de
Briggs para calcular el ascenso ( H) del penacho, [35], cuyo resumen hemos incluido como Anexo 9.
Notemos que existe una zona de transición, desde que el penacho sale de la chimenea hasta que alcanza a la
altura efectiva; en general se recomienda no tenerla en cuenta, salvo en dos casos excepcionales: 1) en procesos de
selección rápida, cuando se estima el impacto sobre sitios próximos en terrenos complejos, y 2) cuando se estudia el
efecto de la estela causada por edificios, [35].
Velocidad del viento.
Como ya vimos al tratar los "vientos", su velocidad va cambiando a medida que ascendemos en la atmósfera,
varía tanto en magnitud como en dirección, además lo hace con el tiempo.
En rigor debería usarse la velocidad media calculada a partir de mediciones en toda la altura del penacho, p. ej.
desde H - 2 z hasta H + 2 z , [42]. En la práctica se suele usar la velocidad del viento calculada en la boca de la
chimenea, a partir de la medida a una altura dada, p. ej. 10 m, y aplicando fórmulas tales como las que vimos en el
anexo 6.
Calmas.
Un problema grave de los modelos gaussianos surge al tratar calmas o vientos muy débiles. Como estos mode-
los suponen que la concentración de contaminantes en un punto dado es inversamente proporcional a la velocidad
del viento, si ésta es menor de 1 m/s la concentración resulta mucho mayor que la real, [35].
Dado que el conocimiento que se tiene del comportamiento del penacho y la distribución del viento durante
períodos de calma es poco, no se tiene una manera mejor para calcular lo sucedido durante los mismos que despre-
Contaminación del aire. 40.

ciarlos, reemplazándolos por períodos de igual duración, con vientos de 1 m/s y de la misma dirección que tenían en
la hora previa anterior. Otra solución, mejor, es despreciar los períodos de calma y promediar la concentración
calculada durante las horas con viento, [35].
En el caso del modelos ISC3 no admite velocidades del viento menores a 1,0 m/s, [49].
Existen programas especiales para tratar estos problemas, p. ej. el llamado CALMPRO.
Caudales de emisión.
Nuevamente es un problema a resolver, en las fórmulas de la dispersión aparece normalmente como masa emi-
tida en la unidad de tiempo.
Un primer problema asociado al caudal de emisión es qué se va a entender exactamente por tal, p. ej. los re-
glamentos de la República Federal de Alemania para el mantenimiento de la limpieza del aire (TA Luft), del año
1.986, [45], indican que se considerará como caudal másico de emisión a los valores medios horarios medidos en las
condiciones de servicio de la fuente que sean más desfavorables para el mantenimiento de la limpieza del aire,
especialmente teniendo en cuenta el combustible y las materias primas utilizados; esto vale también para las fluc-
tuaciones temporales de los caudales de emisión.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América, [35], recomienda establecer
aquellas condiciones de carga o de operación de la fuente que originen las máximas concentraciones a nivel del
suelo; al emplear los modelos se debe usar, como mínimo la capacidad de diseño (100% de la carga), pero si la
fuente opera a cargas mayores durante períodos suficientemente largos como para violar las reglamentaciones en-
tonces se deben usar dichas cargas; a la inversa, si la fuente trabaja a cargas substancialmente menores que la de di-
seño y, como consecuencia, los parámetros de la chimenea asociados a las mismas llevan a mayores concentraciones
a nivel del suelo, p. ej. si la velocidad de salida de los gases resulta mucho menor que a carga nominal, entonces se
deberá usar la carga nominal y las correspondientes a su 50 ý 75%. En general, en un estudio detallado se deberán
buscar las cargas que originen las mayores concentraciones a nivel del suelo, además de la nominal; pero nor-
malmente no se emplearán condiciones resultantes de condiciones anómalas, salvo que éstas resulten de una mal
mantenimiento, de una operación regularmente defectuosa u otra situación que se puede prevenir.
En el caso del Manual de cálculo de altura de chimeneas industriales, [47], indica el uso de caudales, en vo-
lumen, que luego multiplica por la composición de los gases de escape, para convertirlos en caudales másicos.
Como caudal toma el que llama "caudal medio o normal de funcionamiento", "entendiendo por tal aquel en que,
durante el 80% del tiempo de funcionamiento, los márgenes de variación del caudal con respecto al valor medio no
superan el 10 %. En el caso que no se cumpla tal requisito se indicará la distribución anual previsible del caudal para cada
punto de emisión". Como condiciones normales toman 0 ºC ý 760 mm Hg.
Otro problema es cómo obtener el dato de los caudales. Se puede obtener por medición directa de las emisiones
desde una fuente dada. Es el ideal, pero puede ser difícil, p. ej. cuando se trata de una estimación rápida, e incluso
imposible, p. ej. en la etapa de proyecto de una fábrica nueva.
También se pueden estimar mediante un balance de masas del proceso que origina las emisiones, o mediante la
comparación con otras instalaciones semejantes.
Otra forma de obtener la información es mediante el uso de factores de emisión, valores numéricos que vincu-
lan una emisión y alguna variable del proceso que la origina, relativa a la producción. P. ej. Kg de partículas emi-
tidas por tonelada de basura quemada en un incinerador.
Como las emisiones son propias de cada fuente varían de una a otra, al hacerlo sus características, aún dentro
de una misma rama industrial. P. ej. no es lo mismo generar energía eléctrica a partir de la combustión de gas natural
o de carbón, y dentro de ésta diferirá mucho según la calidad del carbón quemado. También varían mucho con la
tecnología usada, los sistemas de tratamiento de efluentes empleados, la manera de trabajar en el establecimiento,
etc. Por esto, los factores de emisión sólo son valores que sirven como orientación, se deben tomar con mucho
cuidado y considerar la diferencia de tecnología y edad del equipamiento entre el país de origen de los factores de
emisión y aquél en el que se los habrá de aplicar.
Existen fuentes bibliográficas que suministran estos factores de emisión, p. ej. el manual "AP-42 Compilation
of Air Pollutant Emission Factors" publicado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte
América, que también se distribuyen como discos compactos, [86].
Cabe agregar que para fuentes puntuales el caudal de emisiones se expresa, generalmente, como masa por
unidad de tiempo, p. ej. [ g x s-1 ], pero para fuentes de área se suele expresar como masa por unidad de superficie y
de tiempo, p. ej. [ g x Km-2 x s-1 ], y para fuentes lineales, v. gr. los caminos, se prefiere la masa por unidad de
longitud y de tiempo, p. ej. [ g x km-1 x s-1 ], [40].
Veamos a continuación otros temas relacionados con la dispersión de contaminantes en la atmósfera y, por lo
tanto, con los modelos que la simulan, pero que no están incluidos directamente en la ecuación gaussiana.
Lavado descendente.
Ya. hemos tratado el tema de los edificios y su interacción con el viento y con el penacho de gases que sale por
una chimenea, en los capítulos Edificios y Caída brusca del penacho o lavado descendente. Veamos ahora alguna
información adicional para su tratamiento mediante modelos.
Para simular el lavado descendente del coronamiento de la chimenea Briggs sugiere reemplazar, en las fór-
mulas de la altura efectiva de la chimenea, a la altura geométrica h por una altura ficticia h' dada por
 Contaminación del aire. 41.

hs' hs 2 ds
 v
s

1, 5 para vs < 1,5 u; ó hs para vs > 1,5 u donde:
u s  hs'

ds diámetro interior de la salida de gases (m)

vs velocidad de salida de los gases por la chimenea (m/s)
us velocidad del viento ajustada a la altura de emisión (m/s)
En el caso de considerar simultáneamente la existencia de la chimenea y de un edificio, p. ej. cuando la altura de
la chimenea no supera a 2,5 veces la de las estructuras adyacentes, es probable que los contaminantes sean arrastra-
dos a las zona de la cavidad o de la estela, más aún si la velocidad de salida del efluente de la chimenea es pequeña
en comparación con la del viento, el perfil de concentraciones de contaminantes en la cavidad ya no es más gaussiano
sino uniforme, resultando a menudo grandes concentraciones de contaminantes a nivel del suelo, [36] ý [39].
En el caso del modelo ISC3 se deberán considerar, a los fines reglamentarios, los eventuales efectos de la es-
tela toda vez que la chimenea esté sobre el edificio o bien se encuentre a una distancia del mismo menor o igual a
cinco veces la altura del edificio o el ancho proyectado del mismo, [49].
Mientras los modelos de la serie ISC calculan el efecto de la estela sobre el penacho no permiten calcular la
concentración de contaminantes atrapados en la cavidad, [49]; en cambio sí lo permite el modelo SCREEN3, [87].
Dada la complejidad del problema y las limitaciones de los modelos gaussianos para resolverlo, puede ser nece-
sario hacer estudios en el campo o recurrir a modelos físicos, [43].
Clasificación de la zona en urbana o rural.
El uso del suelo en una zona influye mucho en la dispersión de los contaminantes sobre la misma, p. ej. ya vi-
mos como una ciudad cambia completamente las características de la atmósfera sobre ella.
El efecto de la clasificación del uso del suelo sobre la dispersión depende de la fuente de que se trate; las con-
centraciones predichas al aplicar un modelo a fuentes bajas tienden a ser más reducidas en áreas urbanas que en las
rurales, a la inversa, las fuentes elevadas suelen producir mayores concentraciones en condiciones urbanas, por la
mayor frecuencia de condiciones neutras e inestables en ellas, resultando también mayores las concentraciones en
puntos cercanos a la chimenea, [36].
Hay dos métodos importantes para clasificar una zona en rural o urbana 1) el que se fundamenta en el uso de la
tierra, y 2) el basado en la densidad de población, [35].
Se traza una circunferencia de 3 Km de radio en torno a la fuente y dentro del área así determinada:
1) en el primer método se emplean tablas, como la 8, para determinar el tipo de uso del suelo, y si resulta que
más del 50 % del área es de tipo I1, I2, C1, R2 y R3 se considerará que el área es urbana, en caso contrario será rural;
2) en el segundo método se determina la densidad promedio de la población en el área en estudio, si es mayor
de 750 habitantes/Km2 se la considerará urbana, si no rural, [35].
Para fuentes múltiples se recomienda usar el parámetro que define la ubicación de la mayoría de las fuentes,
así, si la mayoría de las fuentes está ubicada en áreas urbanas, el total de las mismas se modelará como área urbana, [40] .
Tipo Uso y estructuras Vegetación
I1 Fuertemente industrial.
Grandes industrias manufactureras, químicas y siderúrgicas; Crecimiento de pasto y árboles extremada-
generalmente edificios de 3 á 5 pisos, con azotea mente raro; <5% de vegetación
I2 Moderadamente a ligeramente industrial.
playas ferroviarias, grandes depósitos, depósitos de camiones, Pasto muy limitado, árboles casi totalmente
parques industriales, manufacturas menores; generalmente son ausentes; <5% de vegetación
edificios de 1 á 3 pisos, con azoteas
C1 Comercial.
Edificios de departamentos y de oficinas, hoteles; >10 pisos de Pasto y árboles limitados; <15% de vegeta-
altura, azotea ción
R1 Residencial común.
Casas unifamiliares con servidumbre normal; generalmente de Prados con abundante pasto y ligera a mode-
un piso con techos a dos aguas; frecuentes calles para paseo radamente arbolados; >70% vegetación
R2 Residencial compacto
Casas unifamiliares y algunas plurifamiliares poco separadas; Prados con pasto de tamaño limitado y árbo-
generalmente <2 pisos, techos de dos aguas; garajes (por in- les de sombra; <30% vegetación
termedio de pasillos) y ceniceros; ausencia de calles para paseo
R3 Residencial compacto
Casas plurifamiliares viejas con poca separación lateral; ge- Prados con pasto de tamaño limitado y árbo-
neralmente 2 pisos, azoteas; garajes (por intermedio de pasi- les añosos de sombra; <35% vegetación
llos) y ceniceros; ausencia de calles de paseo
Tabla 8. Identificación y clasificación de los tipos de uso del suelo encontradas en el área metropolitana de
St. Louis, EE. UU. de N. A., [35].
Contaminación del aire. 42.

R4 Fincas residenciales
Casas familiares ampliables sobre terrenos de varios acres Prados con abundante pasto y poco arbola-
dos; >80% vegetación
A1 Metropolitana natural
Principales parques municipales, provinciales o federales, Casi totalmente pastos y poco arbolados;
campos de golf, cementerios, patios universitarios; ocasionales >95% vegetación
estructuras de un piso
A2 Rural agrícolas Cultivos locales(p. ej. maíz, soja); >95% vegeta-
ción
A3 Sin desarrollo
Tierra inculta; yermo Mayormente pastos salvajes y malezas, poco
arboladas; >90% vegetación
A4 Rural no desarrollada Muy arbolada; >95% vegetación
A5 Superficies de agua
Ríos, lagos
Tabla 8. Identificación y clasificación de los tipos de uso del suelo encontradas en el área metropolitana de
St. Louis, EE. UU. de N. A., [35]. (Continuación).
Periodos durante los cuales se promedian los datos (también llamados "tiempos de promedio").
Cuando se conocen los valores promedio de concentraciones de un determinado contaminante, medidos durante dos
períodos diferentes, p. ej. promedio de 2 horas y de 24 horas, se puede calcular el correspondiente a otro período
 t  k

t 
1
aplicando, p. ej., un criterio exponencial, [47] : 2 1 ; siendo 1 y 2 los niveles de inmisión promedio en
2

los tiempos t1 t2 respectivamente.

Cabe anotar que aplicando ese criterio para valores admisibles para el SO 2 en España ( promedio máximo de
concentración en dos horas: 700 g/m3N y en un día: 400 g/m3N) resulta k = 0,225 ; [47].
Si lo aplicamos a los valores dados por la Ley 20.284 de preservación de los recursos del aire en nuestro país
para el mismo gas y el estado de alerta, ya que como norma de calidad del aire sólo fija valores promedios en un
mes, resulta: 1 ppm para 1 hora, 0,3 ppm para 8 horas, por lo tanto k = 0,58. Es decir habría una gran diferencia.
Turner, [42], indica valores del exponente k entre 0,17 y 0,20, cuando el período menor, t1, es de sólo pocos
minutos y el mayor, t2, hasta de unas 2 horas, como máximo. En nuestro país la Guía metodológica para la eva-
luación del impacto ambiental atmosférico, para períodos cortos diferentes a 1 hora sugiere emplear solamente un
exponente k = 0,20 y para largo plazo (mes, año, etc.) hay que conocer la frecuencia de las direcciones del viento y
el cálculo se complica bastante, [52].
En cambio la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, (A. S. M. E. ), vincula al exponente k con la
estabilidad atmosférica según los valores dados en la tabla 9, y no incluye las condiciones estables argumentando
que durante las mismas, las emisiones desde fuentes elevadas no producen concentraciones notables a nivel del
suelo, [41].
Condiciones de dispersión k
Muy inestable 0,65
Inestable 0,52
Neutra 0,35
Tabla 9. Valores del exponente k para distintas condiciones de dispersión, [41].
Modelos tales como el SCREEN calculan promedios máximos durante una hora; la relación entre los mismos y
los correspondientes a períodos más largos dependerá de la duración de los períodos a considerar, de las caracte-
rísticas de la fuente, del clima y de la topografía locales, y de las condiciones meteorológicas asociadas con el má-
ximo de 1 hora, [83] . Dado lo complejo del problema se han determinado experimentalmente, mediante fuentes
puntuales elevadas valores de estas relaciones para un "caso general", que se pueden ajustar a casos reales, para ob-
tener la concentración máxima estimada, i , en tiempos de promedio, i , de 3, 8 o 24 horas se sugiere multiplicar el
máximo, 1, de 1 hora por los factores dados en la tabla 10, [43] y [83].
Tiempo de promedio i Factor por el que se debe mul-
horas tiplicar 1 para obtener i
3 0,9 (+ 0,1)
8 0,7 (+ 0,2)
24 0,4 (+ 0,2)
Tabla 10. Valores de la relación i / 1 para distintos tiempos de promedio, [43] y [83].
Los números entre paréntesis son límites recomendados entre los que se pueden variar los factores que repre-
sentan el caso general. Por ejemplo, si en el lugar son un problema el lavado aerodinámico o la altura de emisión es
muy baja, puede ser necesario incrementar los factores (dentro de los límites especificados entre paréntesis). Por otra
 Contaminación del aire. 43.

parte, si la chimenea es relativamente alta y no hay problemas con el terreno o de lavado descendente, puede ser
conveniente reducir los factores. Debería llegarse a un acuerdo con la Oficina Regional (nota del trad.: no olvidar
que la publicación es de EE. UU. de N. A.) antes de modificar los factores, [43] y [83].
Para extrapolar a períodos de un año y similares existen métodos mucho más complejos, [43] o [47].
Concentración de fondo.
Es una parte esencial de la contaminación en un punto, se debe a: 1) fuentes naturales, 2) otras fuentes dis-
tintas a aquella de la que se está tratando, ya sean importantes pero lejanas, o cercanas y poco importantes, 3) fuen-
tes no identificadas, [35] .
La concentración de fondo se puede estimar a partir de información obtenida de las redes de medición de ca-
lidad de aire que suministren datos de calidad asegurada y conveniente, obtenidos en puntos y momentos donde no
influya la fuente en cuestión.
En el caso de fuentes aisladas el ideal es contar con puntos de un red de muestreo que se encuentren en la ve-
cindad de la fuente; si eso no es posible se puede recurrir a información obtenida en puntos de una red regional,
alejados de la fuente en cuestión, pero sujetos a los efectos de fuentes naturales y artificiales similares, [35].
Fuentes múltiples.
Cuando próximas a la fuente en cuestión existen otras que pueden contribuir mucho y afectar conjuntamente la
calidad del aire en la zona, se debe hacer un inventario de las mismas, y evaluar sus efectos empleando modelos
adecuados que permitan trabajar con fuentes múltiples, para ello se deberá contar con el apoyo de las autoridades
que corresponda, [35].
Para cada tiempo crítico de promedio, se deberán estudiar, particularmente, las áreas donde se producen la
inmisiones máximas debidas 1) a la fuente en cuestión, 2) a las otras fuentes próximas y 3) al conjunto de todas las
fuentes, es decir aquella de la que se trata y las vecinas; para ubicar dichas áreas se emplea el método de prueba y
error, [35].
Según [83], cuando varias chimeneas similares, cuyos parámetros difieran en menos de un 20%, están próxi-
mas entre sí, p. ej. separadas menos de unos 100 m, y emiten el mismo contaminante, se las puede analizar
reemplazándolas por una fuente única equivalente, de la que sale el conjunto total de las emisiones; con ese fin se
calcula, para cada chimenea, un parámetro M, que tiene en cuenta como influyen la altura de la misma, la elevación
del penacho y el caudal emitido, sobre las concentraciones del contaminante. Se toma como "representativa" a
a aquella chimenea cuyo M resulte menor y se supone que de ella sale la suma de las emisiones.
h s VTs d 2s v s
M se calcula: M y V
Q 4
donde:
hs = altura de la chimenea, (m),
V = caudal emitido por la chimenea, (m3 / s)
ds = diámetro interior de la chimenea, (m),
vs = velocidad de salida de los gases por la chimenea, (m / s),
Ts = temperatura de salida de los gases por la chimenea, (ºK),
Q = caudal másico de la emisión, (g / s).
El método indicado debe usarse con cuidado para chimeneas que no sean similares, [83].
Altura de la capa de mezcla.
Los datos de la altura de mezcla se obtienen generalmente por mediciones meteorológicas, pero para el uso del
modelo SCREEN, [43], se estimó una altura de mezcla forzada mecánicamente que provee un límite inferior a la
altura de mezcla usada durante las condiciones neutra e inestable calcula mediante :
zm = 0,3 u* / f (1)
donde:
u* = velocidad de fricción (m/s)
f = parámetro de Coriolis (9,374 x 10-5 s-1 á 40º de latitud)
Usando un perfil vertical logarítmico - lineal para la velocidad del viento y suponiendo una longitud de rugo-
sidad superficial de unos 0,3 m , se puede estimar u* a partir de la velocidad, u10 , del viento a 10 m según
u* = 0,1 u10
Substituyendo u* en (1) resulta: zm = 320 u10 (2)
Si del cálculo resulta que la altura del penacho que se encuentra por encima de la altura de mezcla determinada
con la ecuación (2), entonces, en el modelo SCREEN, para ponerse en una posición conservadora, la altura de
mezcla se fija a 1 m por encima de la altura del penacho, [43].
En cambio el modelo ISC3·supone conocidas las alturas de mezcla para cada clase de estabilidad y, mediante
un algoritmo, calcula las alturas de mezcla correspondientes a cada hora usando los datos meteorológicos y las ca-
racterísticas rurales o urbanas del lugar. Debido a las incertidumbres del método de calculo para los caso de atmós-
feras estables, clases E ó F, el mismo modelo supone que en esas circunstancias la altura de mezcla es ilimitada. En
cambio para condiciones inestables o neutras, si es la altura efectiva de la chimenea es inferior a la altura de mezcla
supone que el penacho sufre múltiples reflexiones, tanto en el suelo como en la capa de inversión superior, que
Contaminación del aire. 44.

cubre la capa de mezcla; si la altura efectiva de la chimenea supera a la de la capa de mezcla, es decir si los gases de
escape se emiten en la capa de inversión superior, supone que el penacho se desarrolla totalmente dentro de ella y
las concentraciones a nivel del suelo son nulas, [49].
Terrenos muy rugosos.
De estudios llevados a cabo en Estados Unidos de Norte América se ha podido resumir, [38]:
Penachos elevados: si el penacho pasa sobre terreno montañoso, las concentraciones en el eje pueden resultar 3
ó 4 veces más diluidas que las predichas para terreno llano usando las curvas comunes de Pasquill y Gifford.
Apertura lateral del penacho: casi puede duplicar a la esperada sobre terrenos llanos, p. ej. porque el penacho
tiende a desviarse en torno de los obstáculos, además el incremento en la turbulencia mecánica aumenta la disper-
sión lateral del penacho.
Si se combina una capa atmosférica superior muy estable, pero a poca altura, con accidentes del terreno que
limitan el flujo del aire, se llega a zonas donde el aire prácticamente se estanca, pudiendo contener una capa elevada
del penacho, la que puede tocar el suelo durante mucho tiempo.
Una capa superior estable puede hacer que el penacho fluya sobre las cumbres y resulta una distribución verti-
cal uniforme del contaminante y, debido a la reflexión en el suelo, la concentración del contaminante llega a dupli-
carse a niveles bajos respecto a los superiores.
Si no hay una capa superior estable, el penacho se desvía sobre los cerros, siguiendo, aproximadamente, el
perfil topográfico, en este caso la distribución lateral de los contaminantes generalmente resulta gaussiana.
Normalmente las concentraciones máximas a nivel del suelo se encuentran en las cimas de los cerros.
Sobre terrenos montañosos, las velocidades de dilución en condiciones inestables son aproximadamente las
mismas que las existentes sobre terreno llano, pero en condiciones neutras se incrementan en un factor de cinco, y
en condiciones estables en un factor de 15.
La relación entre las concentraciones máxima y promedio es menor sobre terrenos montañosos que sobre te-
rrenos llanos.
La figura 67 trata de mostrar algunos de los efectos mencionados.
En el caso de los cañones entre montañas se incrementa la turbulencia mecánica como consecuencia de la que
originan las montañas vecinas, de la producida por las propias paredes del cañón, etc. ; además se producen estelas y
cavidades, como vimos que ocurría con los edificios, a lo que se superponen los efectos del calentamiento solar y el
enfriamiento nocturno; todo esto hace que la dispersión sea grande y las concentraciones menores que las que se
esperan para iguales distancias sobre un terreno llano, [38].

Fig. 67. Efectos de un terreno elevado sobre el comportamiento del penacho de una chimenea, [38].
Errores, incertidumbre y sensibilidad de los modelos.
Al tratar de ¿Qué es un modelo? ya dijimos que un modelo es una representación de la realidad tal que
sometida a determinados estímulos, equivalentes a aquellos que soporta la realidad, responde de manera semejante a
 Contaminación del aire. 45.

la realidad. El modelo sirve en tanto y en cuanto sus respuestas y las de la realidad sean coincidentes, ante un
estímulo dado.
Ajustando un poco el vocabulario para el caso del tipo de modelos que estamos tratando, los estímulos están
representados por la información que se suministra al modelo y se les suele llamar entradas o, más exactamente, da
tos de entrada al mismo, llamándose salidas o, con más
precisión, información de salida a la suministrada por el
modelo, o sea sus respuestas, tal como tratamos de
representar en la figura 68.
Fig. 68. Algo de nomenclatura.

Cuando ante un conjunto de datos de entrada dado, que representa a unas causas determinadas medidas en la
realidad, la información de salida que suministra el modelo no se corresponde con las consecuencias correspon-
dientes medidas en la realidad diremos que el proceso de representación de la realidad que realizó el modelo es
erróneo. ¿En dónde pudo estar el error? Pudo estar en:
1) el conocimiento erróneo, incompleto o, incluso, desconocimiento de la realidad, sea:
1.1 de las causas o estímulos,
1.2 de los procesos, transformaciones, etc. que tienen lugar en la realidad misma,
1.3 de las consecuencias o respuestas;
2) el conocimiento erróneo, incompleto o desconocimiento del modelo, de nuevo:
2.1 de los datos de entrada,
2.2 del proceso que ejecuta el modelo,
2.3 de la información de salida;
3) la aplicación de un modelo que no corresponde a la realidad que se quiere representar.
Debemos distinguir entre conocimiento erróneo y conocimiento parcial o desconocimiento, incluso, absoluto.
Ambos fenómenos pueden darse tanto desde el punto de vista teórico como práctico, como ejemplos de conoci-
mientos erróneos podemos citar: dar por válida una teoría cuando no lo es, o bien tomar como valor de un dato de
entrada uno que fue mal medido; en cambio, serían ejemplos de desconocimiento: ignorar que existe determinado
fenómeno, por lo tanto no se lo considera en absoluto en el desarrollo teórico, o bien carecer de algún dato práctico
que lleva a estimar un dato de entrada.
Siendo un modelo una representación de la realidad y no la realidad misma, los resultados obtenidos de su
aplicación pueden diferir mucho de los valores medidos en esa realidad. Destaquemos que la realidad, como tal,
nunca puede estar "equivocada", que los equivocados seremos nosotros al realizar el proceso de modelado.
Revisemos algunas posibles fuentes de error para el caso del tipo de modelos que estamos tratando:
I) al desarrollar un modelo;
1) desconocimiento de la realidad a partir de la cual se formula el modelo, esto tiene, al menos, tres con-
secuencias:
a, un planteo equivocado del modelo p. ej. por desconocimiento de los procesos químicos y sucesos
físicos que tienen lugar realmente en la atmósfera,
b, suministrar al modelo datos erróneos, p. ej. por faltar la información meteorológica adecuada, y
c, errores al interpretar los resultados, al no disponerse de información correcta con la cual compa-
rarla, p. ej. por desconocerse los valores reales de la concentración en la atmósfera de la especie
química cuya dispersión se está simulando ;
2) selección errónea del esquema teórico para formular el modelo, p. ej. presuponer que la función que
vincula la magnitud de la velocidad horizontal del viento con la altura es lineal, no siéndolo;
3) carencias de los instrumentos adecuados para simular la realidad, p. ej. imposibilidad de encontrar una
solución matemática a las ecuaciones planteadas;
4) falta de herramientas adecuadas para el cálculo, p. ej. computadoras suficientemente potentes;
II) al elegir un modelo existente, a las anteriores se agregan:
5) aplicación de un modelo a una realidad diferente a aquella para la cual se lo desarrolló, p. ej. aplicar un
modelo desarrollado para terrenos llanos y uniformes a zonas montañosas;
6) suposición incorrecta de datos de entrada que requiere el modelo, p. ej. suponer una temperatura
cualquiera de los gases de escape, por ignorancia de la real o bien tomar como válidos valores que
asigna el programa por falta de datos de entrada; frecuentemente se carece de datos sumamente im-
portantes como son los valores de los parámetros de dispersión, y y z , y de la concentración de
fondo.
7) datos de entrada directamente incorrectos, p. ej. tomar un caudal de emisión equivocado.
Destaquemos que el desconocimiento de la realidad a la que se aplica el modelo puede ser el origen de los
otros errores, desde la equivocada selección del modelo, pasando por el error en los datos de entrada o la concen-
tración de fondo, hasta la mala interpretación de los resultados.
Desgraciadamente el conocimiento de la realidad es sólo parcial y, muchas veces, bastante incorrecto.
Todos estos problemas llevan a los estudios para asignar validez a los modelos, p. ej. en nuestro país se han
hecho análisis de incertidumbre y sensibilidad de modelos para el caso de dispersión atmosférica de substancias
Contaminación del aire. 46.

radioactivas, [73]. En este sentido la "incertidumbre" está asociada a cuánto se apartan de los valores reales los
resultados obtenidos de la aplicación del modelo, y la "sensibilidad" indica cómo varían los resultados como
consecuencia de la variación de los datos de entrada.
Como consecuencia del conocimiento parcial de la realidad resulta que un modelo puede llegar a predecir bien
el promedio de valores de una o más respuestas de la realidad, pero no los valores correspondientes a una situación
puntual dada, en nuestro caso podría predecir la concentración promedio de determinado contaminante en el aire
pero no el valor que ésta tendrá en determinado lugar a una hora dada, se llama incertidumbre "inherente" a la que
corresponde a estas diferencias entre los valores calculados por el modelo y los medidos en la realidad en un
momento y lugar dados. Aparentemente esta sola fuente de incertidumbre puede ser responsable de un intervalo
típico de variación en los valores estimados de las concentraciones de + el 50 %, y resultan más confiables las es-
timaciones de concentraciones máximas, sin precisar lugar ni momento en el que se producirán, y los promedios
durante períodos largos, [35].
Como, además, ni el modelo ni los valores disponibles, tanto de los datos de entrada como de respuestas de la
realidad, son perfectos aparece una incertidumbre "reducible". Las incertidumbres "reducibles" pueden ser minimi-
zadas mediante mejores mediciones, es decir más precisas y más representativas, y mejores modelos físicos, [35].
Incertidumbres de 5 á 10 grados en la dirección medida del viento que transporta el penacho pueden resultar en
errores del 20 al 70 % para la concentración en una ubicación y tiempo particulares, dependiendo de la estabilidad y
de la ubicación de la estación. Tales incertidumbres no indican que una concentración estimada no ocurra, sino
simplemente que serían dudosos el momento y la ubicación precisos, [35].
La mejor determinación total de la incertidumbre, para un modelo de dispersión atmosférica, es una compa-
ración de las predicciones del mismo con los resultados de mediciones ambientales para condiciones similares a
aquellas supuestas en el modelo; estos estudios comparativos deberían incluir distintos terrenos, alturas de emisión,
complejidades de la fuente y condiciones meteorológicas, [40].
En el caso de los modelos gaussianos se han hecho numerosos estudios para asignarles validez, en la tabla 11
vemos los resultados de varios de estos estudios, [40].
Condiciones Intervalo Referencias
Concentración en el eje sobre un sitio muy documentado, dentro de
10 km de una fuente puntual continua
emisiones a nivel del suelo 0,8 - 1,2 Pasquill, 1974
emisiones elevadas 0,65 - 1,35 Pasquill, 1974
concentraciones máximas en aire para fuentes elevadas 0,5 - 1,5 Pasquill, 1974; etc.
Promedio anual para un punto específico, terreno llano, dentro de 10
km viento abajo de una emisión puntual 0,5 - 2,0 Gifford y Pack, 1.962; etc.
Promedio anual para un punto específico, terreno llano, 10 á 150 km
viento abajo de una emisión puntual 0,25 - 4,0 Buckner, 1.981; etc.

Hora y receptor puntual específicos, terreno llano, condiciones me-

teorológicas estables
emisiones elevadas sin efectos de estela de los edificios 0,1 - 10,0 Bowne, 1.981; etc.
emisiones elevadas con efectos de estela de los edificios 0,01 - 100,0 Fields et al., 1.984; etc.

Emisiones de corta duración, a nivel de superficie, con efectos de es-

tela de los edificios, usando el método del gradiente de temperatura
para estimar la estabilidad atmosférica
velocidades del viento mayores de 2 m/s 0,7 - 100,0 Deluca et al., 1.981; etc.
velocidades del viento menores de 2 m/s 1,0 - 100,0 Van der Hoven, 1.981.

Emisiones de corta duración, a nivel de superficie, sin efectos de es-

tela de los edificios, usando el método del gradiente de temperatura
para estimar la estabilidad atmosférica
velocidades del viento mayores de 2 m/s 0,3 - 10,0 Miller y Little, 1.980; etc.
velocidades del viento menores de 2 m/s 1,0 - 100 Miller y Little, 1.980; etc.

Terreno o meteorología complejos (p. ej. regímenes de brisa marina)

concentraciones promedio anual 0,1 - 10,0 Miller y Moore, 1.977; etc.
emisiones de corta duración 0,01 - 100,0 Elliott et al., 1.977; etc.

Emisiones urbanas
concentraciones promedio anual 0,25 - 4,0 Gifford y Hanna, 1.973; etc.
concentraciones en períodos<24 h 0,1 - 10,0 Hanna, 1.971; etc.
Tabla 11. Relaciones estimadas de concentraciones en el aire predichas mediante modelos de dispersión de
penacho Gaussiano y concentraciones observadas, o sea concentración predicha en aire / concen-
tración observada en aire, [40].
 Contaminación del aire. 47.

Como podemos ver, los valores calculados pueden diferir bastante de los reales, ya los mismos valores de los
parámetros de dispersión, y y z , obtenidos a partir de los gráficos de Pasquill son inseguros para distancias de
más de 500 m en condiciones inestables o muy estables y de más de 1.000 m para condiciones neutras, también son
inciertas las estimaciones del ascenso ( H) del penacho e, incluso, la dirección media del viento, lo que torna in-
cierta la dirección real del eje x, [42].
Se puede considerar que un valor apropiado para las incertidumbres asociadas con el valor de la concentración
máxima en aire desde fuentes elevadas puede ser del 50%; pero, como las condiciones meteorológicas y del terreno
especificadas en estas estimaciones ideales ocurren raramente en el mundo real, los resultados resultan más inciertos
aún, [40].
Otro resultado a tener en cuenta es dónde se producirá la concentración máxima, cuyo valor también resulta
incierto p. ej. en un orden de magnitud, [40].
Las indeterminaciones crecen para emisiones de corta duración y para terrenos complejos, llegando a alcanzar
varios órdenes de magnitud.
La gran turbulencia que generan edificios y estructuras elevadas aumenta la dispersión y hace que los modelos
gaussianos comunes puedan dar valores en exceso de la concentración de contaminantes provenientes de emisiones
de corta duración producidas en zonas edificadas, [40].
Los modelos numéricos, basados en la ecuación de conservación de la masa, normalmente incorporan las
transformaciones químicas que tienen lugar en la atmósfera, lo que complica aún más las cosas agregando más in-
determinaciones en los resultados de los modelos.
En el caso de los modelos lagrangianos los resultados dependerán de: 1) descripción adecuada de los procesos
químicos y su cinética, 2) uso de trayectorias suaves y bien definidas, 3) buen tratamiento de las fuentes puntuales y
4) correctos perfiles de la altura de mezcla. P. ej., los usados para estimar la concentración de ozono en atmósferas
urbanas generalmente produjeron resultados que superaron en más del 20% a los valores medidos; la precisión ob-
tenida con modelos de caja fue similar; en cambio con modelos eulerianos se lograron valores más ajustados a los
reales, con sólo un 4 % de sobreestimación, pero con dificultades para ubicar, en tiempo y espacio, la zona donde se
produce la concentración máxima, [57].
Selección de modelos.
La selección de un modelo de dispersión de contaminantes es un problema complejo, muchas veces requiere la
consulta a especialistas pero, en casos comunes, puede simplificarse bastante, incluso existen tablas, como la 12,
árboles de decisión, como el representado en la figura 69, o bien programas de computadora como el incluido en el
disco compacto "Biblioteca de modelos de exposición y sistema integrado de evaluación de modelos", [72], de la
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América, el contenido de cuya pantalla para se-
lección de modelos para aire hemos tratado de traducir en la tabla 13.
Escala geográfica
Campo próximo ( 50 km) ________________________
Campo lejano (>50 km) ________________________
Escala de tiempo
Exposición de largo plazo ________________________
Exposición de corto plazo ________________________
Uso del suelo
Urbano ________________________
Rural ________________________
Terreno
Llano / ondulado ________________________
Complejo ________________________
Configuración de la fuente
Puntual ________________________
Punto elevado ________________________
No puntual (p. ej. de área, lineal) ________________________
Fuentes múltiples tratadas individualmente ________________________
Reactividad
Contaminante primario poco o no reactivo ________________________
Contaminante primario reactivo ________________________
Formación de contaminantes secundarios ________________________
Estado físico de la substancia emitida
Gaseoso ________________________
Partículas ________________________
Mecanismo de remoción
Decadencia ________________________
Reacción ________________________
Depósito ________________________
Tabla 12. Tabla para selección de modelos[40].
Contaminación del aire. 48.

La tabla 12 se completa con los requisitos del modelo que se busca y luego se compara con las que suministran
la información correspondiente referida a los modelos existentes, se elige aquel modelo que mejor se ajuste a lo pedido.
El árbol de decisión de la figura 69 se va siguiendo conforme a las exigencias impuestas por el problema, hasta
llegar al modelo utilizable.
El programa de computadora va seleccionando el modelo a partir de las respuestas que se le dan a las preguntas
de la pantalla que hemos traducido en la tabla 13, en el caso de la versión usada por nosotros dispone de 47 modelos
entre los que selecciona al que se ajuste a lo requerido, puede haber más de un modelo, uno solo o ninguno que
reúna los requisitos buscados.
Por su parte, las Guías sobre Modelos de Calidad del Aire (revisadas) , [35], y sus suplementos, suministran
información extensa sobre la selección de modelos de dispersión atmosférica con fines reglamentarios usados en los
Estados Unidos de Norte América .
Todas estas herramientas se van actualizando a medida que aparecen nuevos modelos y versiones nuevas de
los viejos.
En síntesis para la selección de un modelo se deben tomar en cuenta:
1) uso a dar a los resultados,
2) características del lugar,
3) características de la fuente,
4) características de las emisiones,
5) destino de las substancias emitidas
6) condiciones especiales,
7) personal, equipamiento e información necesarios,
8) costos, tanto del modelo propiamente dicho, como de su operación y de los datos de entrada.
A continuación tratemos de completar el tratamiento de estos puntos.
Sitio
escala espacial: próxima / lejana
escala temporal: horaria / diaria / mensual / estacional / anual
uso del suelo: urbano / rural / ambos
terreno: llano / ondulado / complejo
ubicación especial: costa / aeropuerto / esquina
Configuración de la fuente
fuente: puntual / de área / lineal / de volumen / mina a cielo abierto
lavado descendente: si / no
tipo de lavado descendente: del coronamiento de la chimenea / de un edificio / ambos
Tipo de la emisión
modo: continuo / instantáneo / ambos
estado de la emisión: gas / partículas /ambas
gas más denso que el aire: si / no
tóxicos: si / no
emisiones fugitivas: si / no
Destino de las substancias emitidas
reactiva si / no
contaminantes secundarios si / no
disminución química de la concentración: si / no
tipo de disminución química de la concentración: lineal / exponencial / ambas
depósito: húmedo / seco / ambos
Condiciones especiales
fumigación: costa / inversión / ambas
reacciones fotoquímicas: si / no
calmas: si / no
uso para estudio de disposición de residuos especiales si / no
uso de interfase gráfica si / no
cálculo de riesgo si / no
Tabla 13 Contenido de la pantalla para selección de modelos para aire de la "Biblioteca de modelos de expo-
sición y sistema integrado de evaluación de modelos", [72].
1) Uso a dar a los resultados.
A la cuestión del uso a dar a los resultados ya la tratamos de explicarlo en ¿Qué es un modelo?.
Simplemente ahora recordemos que el uso puede llegar a fijar un modelo en particular, p. ej. las normas legales
pueden especificar el tipo de modelo a emplear, p. ej. la legislación alemana impone, con ciertas limitaciones, el uso
de modelos gaussianos, [45].
 Contaminación del aire. 49.

Otras legislaciones, como nuestra Ley nacional 24.051 y su decreto reglamentario, sólo indican que se deberá
emplear un modelo adecuado, sin especificarlo.
Otros usos pueden determinar el empleo de otro tipo de modelos totalmente diferentes, p. ej. para estimar la
concentración de ozono en atmósferas urbanas se suelen usar modelos numéricos.
La aparente simplicidad para el uso de los modelos gaussianos ha hecho que se los empleara más allá de sus
condiciones de diseño, esto sólo sería admisible cuando los resultados obtenidos de su aplicación indiquen que las
consecuencias negativas de las concentraciones de contaminantes en la atmósfera así calculadas, sean tan pequeñas
que la importancia de los errores potenciales no afectaría a las conclusiones, [40].

¿Hay condiciones poten- Consulte con el meteorólogo regional u

SI
ciales para lavado des- otro experto sobre la técnica de mode-
cendente o fumigación? lación adecuada

NO LONGZ
IMPACT
¿Hay terreno por encima Haga una selección ¿Se necesita
SI Período
de la altura de la fuente o rápida con el modelo información SI largo Rural COMPLEX-1 RTM-11
elevación? VALLEY adicional?
. IMPACT
NO NO Urbano LONGZ RTM-11
SHORTZ
FIN Período Rural COMPLEX-1 IMPACT
corto RTDM
Urbano SHORTZ IMPACT
RTDM
Período Rural Fte de área ISCLT LONGZ
largo BLP IMPACT
ERTAQ
RTM-11
TCM-2
Fte. puntual CRSTER MPTER
ISCLT
Urbano Fte. de área ISCLT LONGZ
IMPACT
AQDM
ERTAQ
RTM-11
TEM-2
Fte. puntual RAM CDM
ISCLT
Período Rural Fte. de área ISCST SHORTZ
corto BLP PAL
IMPACT
RPM-11
TEM-8
Fte. puntual CRSTER MPTER
ISCST
Urbano Fte. de área ISCST SHORTZ
RAM PAL
IMPACT
RPM-11
TEM-8
Fte. puntual RAM MPTER
ISCST

Fig. 69. ÁRBOL DE DECISIÓN PARA LA SELECCIÓN DE MODELOS DE TRANSPORTE

ATMOSFÉRICO. (Versar, 1.988, en [40]).
Contaminación del aire. 50.

2) Características del lugar.

Escala geográfica o espacial
Básicamente se habla de un campo próximo y otro lejano.
El campo próximo abarca distancias de hasta 50 km desde la fuente.
En general no se tienen en cuenta posibles reacciones químicas de los gases de escape y las concentraciones de
contaminantes en la atmósfera dependen fundamentalmente del caudal de emisión, de la altura efectiva del penacho
y de las condiciones meteorológicas.
El campo lejano se extiende más allá de los 50 km desde la fuente.
Los tiempos considerados son mucho mayores, por lo que en el cálculo entran a jugar otros factores, como las
variaciones de las condiciones meteorológicas con el paso de las horas, los accidentes del terreno que tienen cierta
magnitud, las reacciones químicas del contaminante, es decir la posible aparición de contaminantes secundarios o
bien, incluso, la desaparición del contaminante por reacciones químicas o por transferencia a otros medios, p. ej. los
suelos o el agua.
Todo esto complica enormemente el trabajo, aumenta el número de variables y de datos necesarios y, por lo
tanto, la inseguridad de los resultados.
Escala de tiempo .
Indican el período durante el cual se calcula el promedio de la concentración del contaminante en el punto de
interés.
Ya desarrollamos el tema en "periodos durante los cuales se promedian los datos (también llamados
"tiempos de promedio")".
Simplemente agreguemos que para estimaciones de evaluaciones de riesgo por exposición a contaminantes
atmosféricos se usa normalmente la exposición crónica y el período es de 1 año, para exposiciones subcrónicas
pueden interesar promedios durante una, ocho o veinticuatro horas, o sea diarios, mensuales o estacionales, [72].
Otros autores dan valores diferentes, p. ej. para exposición aguda el período va de seis meses a toda la vida del
organismo de que se trate, para subcrónica cubre un 10 % de la vida del organismo en cuestión, y para la exposición
aguda es de menos de 24 horas, [80],
Uso del suelo .
El uso del suelo puede ser urbano o rural, como vimos en "clasificación de la zona en urbana o rural".
El uso del suelo determina ciertas condiciones meteorológicas como el perfil de velocidades del viento y los
desvíos standard de la distribución de concentraciones de contaminante en el penacho, y y z como vimos en
"viento", y "coeficientes de dispersión y, y z ", respectivamente.
En el caso de fuentes múltiples se recomienda usar la zonificación que corresponda al área donde se encuentra
la mayoría de las mismas, [72].
Terreno .
Muchos modelos pueden usarse para terrenos llanos o ondulados, pero comúnmente son pocos los modelos
para terrenos complejos.
Un terreno llano u ondulado es aquel en el cual ni la altura de los edificios ni la del terreno mismo supera a la
de la chimenea, el flujo del aire sobre el mismo se puede suponer en condiciones estacionarias y uniformes, [72].
Un terreno complejo se define como aquél cuya altura excede a la de la chimenea a la que se aplicará el mo-
delo, [35] . Ya tratamos el tema en "terrenos muy rugosos", pero, en forma más general, cuando, en condiciones
atmosféricas estables, el eje del penacho intercepta al
terreno, como tratamos de representar en la figura 70,
en la cual con la línea continua procuramos mostrar lo
que sería el eje del penacho sobre terreno complejo y
con la de punto y raya representamos el eje del
penacho si se extendiese sobre terreno llano .

Fig. 70. Terreno complejo.

Otros autores, [72], extienden la idea de terreno complejo a todos aquellos casos en los que grandes variaciones
en la conformación del terreno apartan las condiciones del flujo del aire con respecto a las que reinan sobre un
terreno llano; así consideran un terreno como complejo si la altura de los edificios o la del terreno mismo supera a la
de la chimenea, o bien cuando hay grandes variaciones en la conformación del lugar, p. ej. montañas, valles,
edificios muy altos, grandes cuerpos de agua; es decir originan canalizaciones a lo largo de los valles, atrapamiento
de los gases en cavidades, incremento de la dispersión vertical por turbulencia inducida mecánicamente, incremento
en los gradientes verticales de dirección y de velocidad del viento, cambios del flujo por calentamiento y en-
friamiento de laderas y de costas, etc. como ya vimos al tratar la "topografía", los "edificios", los "grandes
cuerpos de agua" y las "ciudades".
3) Características de la fuente .
Al tratar sobre las "fuentes" vimos la clasificación de las fuentes y sus emisiones en función de su estado de
movimiento, la continuidad de las emisiones en el tiempo, etc.
 Contaminación del aire. 51.

Cabe agregar que algunos autores clasifican a las fuentes en puntuales y no puntuales, siendo no puntuales las
fuentes de área, de volumen, las minas a cielo abierto y las fuentes lineales, [49] .
Dividen a las fuentes de volumen en dos grupos: las que se encuentran a ras del suelo, equiparables a fuentes
de área, y las elevadas. Las primeras serían las líneas férreas y las cintas transportadoras superficiales, las segundas
serían las mismas fuentes pero elevadas, a las que se agregan los techos de los edificios, [49]. Observemos que las
líneas férreas y las cintas transportadoras son fuentes lineales, pero las simulan como un conjunto sucesivo de pe-
queñas fuentes que llaman de volumen, que a su vez reemplazan por fuentes puntuales virtuales a barlovento de la
fuente real, de manera de considerar el tamaño
inicial del penacho, como tratamos de represen-
tar en la figura 71.
Fig. 71. Fuente de volumen y la fuente
puntual virtual equivalente.
En cuanto a las minas a cielo abierto incluyen a las superficiales de carbón y a las canteras , [49].
En relación con las fuentes también se puede considerar la posibilidad de la interacción del penacho con edi-
ficios cercanos y con la misma chimenea, originándose la caída brusca del mismo o lavado descendente, tal como
tratamos en "edificios" y en "caída brusca del penacho o lavado descendente".
Recordemos que la interacción con edificios cercanos es probable en los casos de emisiones desde techos o
desde chimeneas bajas, o cuando la chimenea está próxima aun edificio. En cambio se puede esperar que el penacho
caiga bruscamente sobre la misma chimenea que lo origina cuando es pequeño el valor del cociente entre la
velocidad de salida de los gases y la del viento a la altura del coronamiento de la chimenea.
Para el estudio del efecto de la circulación de automotores se han desarrollado modelos para fuentes lineales, p.
ej. para el caso de autopistas, para intersecciones, p. ej. para esquinas, y urbanos, que consideran fuentes múltiples,
incluyendo domicilios, [34].
4) Características de las emisiones.
Las emisiones se pueden producir de modo continuo o bien ser instantáneas, p. ej. en el caso de emisiones
accidentales, explosiones, etc.
Al estado físico de los materiales emitidos ya lo tratamos en "clasificación de los contaminantes del aire" y
en "otras clasificaciones de los contaminantes". También trataremos el tema más adelante, en el capítulo de los
gases de escape.
Con respecto a los gases se pueden diferenciar entre los menos densos que el aire en el que se dispersan, que
son los tratados comúnmente, y aquellos que son más densos que el aire atmosférico, en cuyo caso las fuerzas de
flotación, en particular negativas, pueden primar sobre las de dispersión debidas a la turbulencia atmosférica y re-
quieren el uso de modelos especiales.
También existen modelos especiales para el tratamiento de emisiones de compuestos tóxicos y /o peligrosos.
Además existen emisiones que no surgen de chimeneas, sino que escapan de fugas o de procesos abiertos, tales
como pilas de materias primas, operaciones de carga y descarga, tanques de almacenamiento, etc., se las ha llamado
fugitivas, su influencia puede ser grande en las cercanías de la fuente y a nivel del piso, [72], ya las mencionamos al
tratar de las "fuentes".
5) Destino de las substancias emitidas.
Las substancias emitidas, cuya dispersión tratará de simular el modelo elegido, tendrán un destino que depen-
derá de su reactividad química, su interacción con la superficie terrestre y acuática, el agua de las lluvias, los copos
de nieve, etc. Como vimos al tratar de los "sumideros", la "vida media de los contaminantes en la atmósfera" y
los "contaminantes secundarios".
Como consecuencia de las reacciones químicas y fotoquímicas, en general, aunque no necesariamente siempre,
va desapareciendo la especie química emitida y se van generando nuevas substancias, que, como ya vimos al
comienzo de este trabajo, al tratar sobre la "contaminación del aire", llamamos contaminantes secundarios.
El manejo de substancias reactivas implica dos modelos, el de la dispersión propiamente dicha y el de las
reacciones químicas, que puede ser muy complicado, pues implica no sólo las reacciones químicas, sino también a
los otros reactivos, la luz, la humedad, el destino de los productos de reacción, etc. Este tipo de problemas suele ser
particularmente importante en el campo lejano, donde los tiempos transcurridos entre la emisión desde la fuente
hasta llegar al receptor son tales que dan la oportunidad a las reacciones químicas y fotoquímicas.
En el campo próximo, y como consecuencia de las reacciones químicas, a lo sumo se supone una disminución
lineal o exponencial de la concentración del contaminante emitido, [72].
De todo esto surge la necesidad, cuando se elige un modelo, de evaluar la reactividad del contaminante pri-
mario tanto como la formación de contaminantes secundarios.
Así mismo se deberá tener en cuenta si se espera una disminución por reacciones químicas de la concentración
de la substancia emitida, lo que algunos autores llaman su "decadencia", [72], si se la estimará linealmente o
exponencialmente, y si se considerará la posibilidad de que se remueva por depósito seco o húmedo, como ya vimos
al tratar de los "sumideros".
Observemos que el depósito seco es un fenómeno continuo y el depósito húmedo es esporádico, ya que de-
pende, p. ej., de la lluvia o la nieve.
Contaminación del aire. 52.

6) Condiciones especiales.
Ya tratamos el fenómeno de la "fumigación", fenómeno que sucede cuando el penacho es emitido en una capa
estable que luego se mezcla hasta el suelo, ya sea por transferencia de calor por convección desde la superficie, en la
fumigación por inversión, o por advección a alrededores menos estables en la fumigación costera o por advección, [72].
Para el caso de los complejos mecanismos químicos y fotoquímicos, como los que tratamos de resumir al tratar
de la transformación de los contaminantes en la atmósfera, especialmente en los de formación de ozono tro-
posférico, existen modelos especiales.
Las calmas y los vientos muy débiles y de direcciones variables pueden durar desde algunas horas a varios
días, la dispersión, en particular desde fuentes próximas al suelo, resulta mínima y se pueden alcanzar concentra-
ciones relativamente grandes a nivel del suelo, [72].
Ya vimos al tratar precisamente de las "calmas" el problema de su tratamiento por los modelos gaussianos, lo
que ha conducido a desarrollar modelos especiales, que se deben usar con cuidado, requiriendo la consulta a es-
pecialistas, sobre todo al considerar fuentes elevadas, [72].
Para el caso de usar a los resultados obtenidos del modelo para estudio de disposición de residuos especiales,
en especial tóxicos y peligrosos, existen modelos especialmente admitidos por la Agencia de Protección Ambiental
de los Estados Unidos de Norte América.
Por otra parte, pocos modelos admiten el uso de interfases gráficas; si es necesario usarlas, se lo debe tener en
cuenta al elegir el modelo a emplear.
Mientras que la mayoría de los modelos calculan el transporte la dispersión y el destino de los contaminantes,
pocos tienen en cuenta las transformaciones que los mismos pueden sufrir en la atmósfera, en general no son
gaussianos y se deben usar con mucha cautela.
7) Personal, equipamiento e información necesarios.
Los modelos disponibles requieren personal idóneo para su selección, operación e interpretación de los resul-
tados, evidentemente esa exigencia aumenta al hacerlo la complejidad del problema a tratar y del modelo necesario.
Debemos tener mucho cuidado ante la aparente simplicidad de un modelo, p. ej. el modelo SCREEN3 parece
extremadamente simple; para obtener los resultados, casi alcanza con ir contestando las preguntas que formula en la
pantalla, sin embargo basta un pequeño ejemplo para notar las dificultades.
Supongamos una fuente puntual, una chimenea, de 30 m de altura, 1 m de diámetro interior, por la que salen
gases de escape a 373 ºK, con 20 m/s de velocidad, arrastrando 1 g/s de un contaminante cualquiera, cuya concen-
tración a nivel del suelo deseamos conocer, el cual se dispersa en la atmósfera de una zona rural, donde reina una
temperatura de 293 ºK.
Si deseamos conocer la máxima concentración y dejamos que el programa seleccione la distancia, clase de es-
tabilidad y demás condiciones atmosféricas, nos encontramos como resultado con lo informado en el renglón sens3
de la tabla 14, es decir la concentración máxima, de 10,54 g/m3 , se produce a 346 m de la fuente, con una clase de
estabilidad 1, o sea A. Entonces fijemos la distancia, 346 m, y variemos la clase de estabilidad, vemos que para la
máxima estabilidad, 6 ó F, la concentración a esa distancia se redujo á 0,67 x 10-3 g/m3 . Si ahora calculamos la
concentración máxima y la distancia a la que se produce para la clase F de estabilidad nos encontramos con lo con-
signado en el renglón sens9 , es decir la concentración máxima se produce á 7.000 m de la fuente y vale 4,4 g/m3.
corrida dist. conc. Estab. u á 10m u á h de ch. alt. mez. alt. ef. y z
m g/m3 m/s m/s m m m m
sens3 346 10,54 1 2,5 2,7 800,0 76,34 82,56 59,50
sens4 346 8,992 2 5,0 5,4 1600,0 53,17 59,75 35,31
sens5 346 6,686 3 8,0 8,9 2560,0 44,01 39,29 23,50
sens8 346 1,727 4 20,0 23,6 6400,0 34,00 25,82 13,66
sens6 346 0,1204E-01 5 1,0 1,5 10000,0 87,28 25,28 19,02
sens7 346 0,6744E-03 6 1,0 1,8 10000,0 74,18 17,98 14,10
sens9 7000 4,398 6 1,0 1,8 10000,0 74,18 197,40 41,95
donde:
dist. = distancia a la fuente,
conc. = concentración calculada a la distancia dist.
Estab. = clase es estabilidad según Pasquill, 1 corresponde a la clase A y 6 a la F, los restantes números,
del 2 al 5, a las clases intermedias,
u á 10 m = velocidad del viento á 10 m sobre el suelo,
u á h de ch. = velocidad del viento á la altura del coronamiento de la chimenea,
alt. mez. = altura total de la capa de mezcla, desde el suelo,
alt. ef. = altura efectiva de la chimenea,
y y z = coeficientes de dispersión.
Tabla 14 Resultados de aplicar el modelo SCREEN3 a un conjunto dado de datos .
Como vemos los resultados han cambiado totalmente, como era de esperarse de acuerdo a lo estudiado hasta
aquí, pero ¿cuáles son realmente válidos? Si estamos estimando si una fuente única ubicada en medio del campo y
 Contaminación del aire. 53.

en plena llanura, p. ej. en nuestra provincia de Santa Fe, cumple un límite de calidad del aire de 100 g/m3 para el
contaminante en cuestión, en principio no habría un gran problema, pero si el límite de calidad del aire para el
contaminante en cuestión fuera de 15 g/m3 , o en vez de ser una llanura es una región montañosa y la fuente se
encuentra en una zona urbana a la orilla de un lago, como podría ser Bariloche, ya las cosas cambian fundamen-
talmente, muy probablemente el modelo SCREEN3 ya no sería suficiente, habría que seleccionar otro, etc.
¿Y si deseáramos conocer cuál es la dosis total de SO2 inhalada durante un año, proveniente de las chimeneas de
la Central Puerto, por un individuo que vive en un quinto piso, de un edificio de diez, ubicado en Callao y Corrientes?
También el equipamiento puede resultar limitante. Si bien existen sistemas de cálculo para estimar la disper-
sión de gases en la atmósfera, [42] y técnicas de selección rápida de fuentes contaminantes, [43] que se pueden eje-
cutar manualmente, y para el modelo SCREEN3 basta una computadora personal con 256 Kb de memoria RAM,
una disquetera y 1 Mb de memoria, en disco o disquito, [87], otros programas exigen equipos sumamente potentes.
Otro problema determinante es el de los datos de entrada que exige el modelo, mientras SCREEN3 pide poco
más que los indicados en el ejemplo dado, que se van incorporando directamente al responder a las preguntas que
formula el modelo en la pantalla de la computadora personal, otros, p. ej. los de la serie ISC3, requieren grandes
bases de datos con información meteorológica horaria, programas para suministrar información sobre las fuentes, los
receptores y las opciones de cálculo, etc.
8) Costos.
Debemos distinguir entre el costo del modelo en sí y el costo de su operación.
La Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América suministra gratuitamente modelos y
bibliografía específica, ya sea mediante disquitos, discos compactos, como el que contiene la ya comentada
"Biblioteca de modelos de exposición y sistema integrado de evaluación de modelos", [72],o por INTERNET, p. ej.
el Centro de Información sobre Contaminación del Aire (CICA) [http://www.epa.gov/ttn/catc/cica/] provee in-
formación y modelos en castellano.
Pero también existen empresas privadas que venden modelos e información, p. ej. derivados directamente de
los de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América, tal vez con algunas mejoras. P. ej.
según una lista de precios, fechada en 12/92, de la empresa Trinity Consultants de los EE. UU. de Norte América, el
ya mencionado modelo SCREEN y su guía del usuario rondaba los 900 dólares, y los de la serie ISC entre 1.500 ý
casi 2.000 dólares, a lo que hay que sumar entre 150 y 850 dólares más si se desea agregar programas que grafican
los datos de salida del modelo en sí.
La representación gráfica de los resultados de salida se puede hacer, más o menos fácilmente, llevándolos di-
rectamente a una planilla de cálculo, tipo Microsoft Excell, y luego graficándolos mediante las herramientas dis-
ponibles en ese programa.
El costo de operación de un modelo varía tremendamente en cada caso, dependerá de todos los factores vistos:
el modelo a usar, las características del lugar, de la fuente, de las emisiones, el detalle requerido de la información
de salida, el equipamiento e información necesarios, etc.
Como ejemplo, para ejecutar un modelo de la serie ISC para una chimenea de un horno incinerador de basura,
conocidos todos los datos meteorológicos, de la fuente y de la emisión necesarios, se requieren entre 2 á 8 horas
hombre en tanto el terreno sea plano y no se considera caída brusca del penacho por edificios, pero llegan a 50 horas
hombre si el terreno es ondulado y debe hacerse el estudio de los mapas correspondientes, así como obtener e
incorporar los datos meteorológicos, etc., [36].
Los análisis de Ingeniería de las corrientes de efluentes, controles y especificaciones de emisión pueden con-
ducir a costos adicionales para cada procesamiento del modelo. Si se deben desarrollar especialmente los datos me-
teorológicos en sitio, los costos pueden incrementarse en varios miles, hasta centenares de miles de pesos, [36].
Dios mediante continuará.
Agradecimientos:
a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María, y a mis Padres;
al Srs. Ings. D. Carlos Roberto Rodríguez y D. Carlos Pedelaborde y al Sr. D. Angel Gabriel Choques, de
nuestra Facultad;
al Sr. Dr. D. Nicolás A. Mazzeo y su grupo de trabajo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, U. B. A.;
al Ministerio Federal de Investigación y Tecnología y a la Oficina Federal para el Medio Ambiente de la
República Federal de Alemania, al Departamento de Ecología del Estado de Washington y a la Agencia de Protec-
ción Ambiental de los Estados Unidos de Norte América ;
a la editorial Prentice Hall;
a todos los que han contribuido de alguna manera a este trabajo.
Juan Manuel Sánchez.
Bs. As., 17-XI-MMI.
Contaminación del aire. 54.

ANEXO 1.
Los vehículos terrestres emiten los contaminantes prácticamente a nivel del suelo, mientras las fuentes fijas
generalmente lo hacen a una altura más o menos considerable, dada por la de la chimenea respectiva, aunque existen
excepciones importantes, tales como los basurales, los rellenamientos sanitarios y las plantas para tratamiento de
efluentes líquidos. Esto hace que las emisiones de los vehículos sufran depósitos y transformaciones importantes
cerca de las fuentes, con importancia relativamente pequeña de los fenómenos de transporte atmosférico. Conse-
cuentemente, los cambios en las emisiones de los automotores tienen un efecto más localizado que los de las emi-
siones industriales.
La reducción de la contaminación originada en fuentes móviles se puede encarar de diferentes formas:
mejorando:
1. el vehículo,
2. el sistema de combustión en sí,
3. mediante el tratamiento de los gases de escape,
4. con una selección adecuada de la composición del combustible,
5. adecuando las condiciones de tránsito,
6. manteniendo adecuadamente a los vehículos y revisándolos periódicamente.
1) Mejorando el vehículo, p. ej. una reducción entre el 12 y el 15% de la resistencia aerodinámica al avance de
un camión para transporte a largas distancias que recorra unos 200.000 km/año implica una disminución en el
consumo de combustible de 3.000 litros, [13].
El aumento del tamaño de los vehículos también disminuye la contaminación por unidad de carga transportada,
como mostramos en la tabla 14.
Peso total Carga útil Consumo Emisión de NOx
toneladas, [tn] toneladas, [tn] [kwh/km] [kwh/(tn . km)] [g/(tn . km)]
30 17 2,9 0,17 0,58
40 25 3,3 0,13 0,45
52 34 3,9 0,11 0,39
60 41 4,3 0,10 0,35
Tabla 14. Relación entre el peso de un camión de carga y la contaminación generada. Supuestos: motor Die-
sel, eficiencia del mismo 0,40, emisión de NO x a razón de 8,5 g/kWh. , [13, modificado].
Como vemos al duplicar el tamaño del vehículo el consumo por tonelada y kilómetro se ha reducido en un 18
% y las emisiones de NOx disminuyeron en un 40%.
En el mismo sentido el uso de mayores vehículos para transporte de pasajeros reduce significativamente ambos
parámetros, así duplicar la capacidad de transporte en un ómnibus puede significar un incremento del 7 % en el peso
bruto del vehículo, pero un consumo de combustible por pasajero transportado por kilómetro de aproximadamente la
mitad, y lo mismo si nos referimos a los NOx emitidos por pasajero y por kilómetro, [13].
2) Buscando la optimización del sistema de combustión, por ejemplo mediante un adecuado diseño del motor
se puede reducir la temperatura de combustión y, así, la formación de óxidos de nitrógeno, p. ej. se puede enfriar la
mezcla en un motor Diesel inyectando agua o recirculando los gases de escape, al mismo tiempo se obtiene una re-
ducción en el consumo de combustible, pues mejora la eficiencia al aumentar la densidad del comburente y, conse-
cuentemente el contenido de oxígeno por unidad de volumen de aire, y también disminuye en la formación de hollín,
pero tiene asociados problemas complejos de corrosión, [13] y [14];
3) Mediante el tratamiento de los gases de escape, p. ej. usando catalizadores, en general de platino, rodio o
paladio sobre una matriz cerámica o metálica, se pueden oxidar al monóxido de carbono y a los hidrocarburos no
quemados, gaseosos o adsorbidos sobre partículas, p. ej. los aldheídos, que, en particular, son responsables, en buena
parte, de los olores de los gases de escape, [15] y [16]; la temperatura óptima de trabajo de estos catalizadores es de
350 á 400 ºC, [17].
Las partículas de los gases de escape de motores Diesel se suelen retener mediante filtros cerámicos, los com-
ponentes orgánicos de las partículas retenidas se queman, a aproximadamente 600ºC á 650, [18]; usando cataliza-
dores de cobre o plata se puede reducir la temperatura necesaria a 350 hasta 450 ºC[13]. Para calentar el filtro se
pueden usar los propios gases de escape, un calentador eléctrico o un quemador, en ciertos casos se requiere parar el
vehículo, en otros no, [13].
Se está trabajando con carburo de silicio como medio filtrante, el que, dada su resistencia eléctrica específica,
permite ser regenerado directamente aplicándole una tensión de 50 V, [18].
Inclusive se pueden combinar medidas, p. ej. para un autoelevador que emplea carburante gaseoso se logran
reducciones muy importantes de las emisiones al usar simultáneamente un catalizador y un sistema de regulación de
la combustión, como podemos ver en la tabla 15.
4) Con una selección adecuada de la composición del combustible, p. ej. usar combustibles sin azufre para
eliminar la formación de óxidos de azufre, que en los motores Diesel dan lugar a la formación de ácido sulfúrico,
responsables de un 25 % de las partículas emitidas por tales motores; eliminar el uso de compuestos del plomo como
antidetonantes en los combustibles para motores con ciclo Otto, reemplazándolos por otras substancias com-
probadamente no contaminantes, por sí o por sus productos de combustión completa o incompleta, [13];
 Contaminación del aire. 55.

Con catalizador y sistema de regu-

Sin catalizador Con catalizador
lación de la combustión
Hidrocar- Monóxido Óxidos de Hidrocar- Monóxido Óxidos de Hidrocar- Monóxido Óxidos de
buros de carbono nitrógeno buros de carbono nitrógeno buros de carbono nitrógeno
[g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh]
2,72 3,08 22,08 0,88 0,65 22,08 * 0,05 1,69 0,55
Tabla 15 . Efecto sobre las emisiones por el uso de medidas combinadas en el sistema de combustión., [19]
5) Adecuando las condiciones de tránsito; así, el flujo del tránsito sin paradas inútiles, p. ej. por semáforos mal
regulados, permite una mejor combustión y una menor emisión de contaminantes. P. ej. para recorrer un kilómetro
en diez tramos de 100 m cada uno, con paradas intermedias de 15 segundos aproximadamente se triplica el consumo
de combustible, liberándose también una cantidad tres veces mayor de gases de escape y de óxidos de nitrógeno, que
si el mismo kilómetro se recorre a velocidad uniforme de 70 km/h, [13].
6) Manteniendo adecuadamente los vehículos y revisándolos periódicamente. P. ej. el desgaste de los aros del
pistón permite el pasaje del lubricante a la cámara de combustión aumentando significativamente la generación de
partículas en los gases de escape, y como también se facilita el pasaje de combustible al cárter, se alteran las pro-
piedades del lubricante y aumenta su arrastre a la cámara de combustión, agravando más el problema, [20].
Como podemos ver, gran parte de estas medidas están en manos de: 1) las grandes empresas diseñadoras de
motores o de vehículos, 2) las compañías petroleras, fabricantes de los combustibles, 3) los gobiernos nacionales o
municipales, tanto en lo que hace a la elaboración de las normas generales, los códigos de planificación urbana y
tránsito, etc. , así como a la exigencia posterior de su cumplimiento; 4) los propios particulares; manteniendo ade-
cuadamente sus vehículos, usando los sistemas masivos de transporte, eligiendo adecuadamente las vías de circu-
lación, respetando las disposiciones oficiales, etc.
Contaminación del aire. 56.

ANEXO 2.
El "Código marítimo internacional de mercaderías peligrosas", [28], de aplicación obligatoria en nuestro país,
ha clasificado a las mercaderías peligrosas en nueve clases, que se subdividen en subclases, a saber:
Clase 1: explosivos
1.1. Substancias y artículos que presentan un riesgo de explosión de toda la masa;
1.2. Substancias y artículos que presentan un riesgo de proyección, pero no un riesgo de explosión de
toda la masa;
1.3. Substancias y artículos que presentan un riesgo de incendio y un riesgo de que se produzcan pe-
queños efectos de onda de choque o de proyección, o ambos efectos, pero no un riesgo de explo-
sión de toda la masa;
1.4. Substancias y artículos que no presentan ningún riesgo considerable;
1.5. Substancias muy insensibles que presentan un riesgo de explosión de toda la masa.
Clase 2: gases comprimidos, licuados o disueltos a presión
2.1. Gases inflamables;
2.2. Gases no inflamables;
2.3. Gases venenosos, si éstos además son inflamables se les aplica las disposiciones de los inflama-
bles.
Clase 3: Líquidos inflamables:
3.1. Grupo con punto de inflamación bajo;
3.2. Grupo con punto de inflamación medio;
3.3. Grupo con punto de inflamación elevado;
Clase 4: Sólidos o substancias inflamables:
4.1. Sólidos inflamables, a su vez
4.1.1. explosivos humidificados;
4.1.2. substancias que reaccionan espontáneamente;
4.1.3. sólidos que entran fácilmente en combustión y los que por frotamiento pueden provocar un
incendio o provocarlo;
p. ej.: alcanfor, fibras vegetales, algunos polvos metálicos, desechos de caucho y el azufre.
4.2. Substancias que pueden experimentar combustión espontánea;
p. ej.: carbón, desechos de celuloide, fibras húmedas o impregnadas con aceite, harina de pescado,
torta de semilla, plásticos a base de nitrocelulosa.
4.3. Substancias que en contacto con el agua desprenden gases inflamables.
p. ej.: carburo de calcio, derivados en polvo de aluminio y calcio, ferrosilicio, sodio y cinc en
polvo, productos del y a base de potasio , productos del y a base de magnesio.
Clase 5: Substancias (agentes) comburentes:
5.1. Substancias (agentes) comburentes.
p. ej.: abonos a base de nitrato amónico, los cloratos y los cloritos y los permanganatos de calcio y
de potasio.
5.2. Peróxidos orgánicos
Clase 6: Substancias venenosas (tóxicas) y substancias infecciosas.
6.1. Substancias venenosas (tóxicas)
p. ej.: plaguicidas e insecticidas, cianuros.
6.2. Substancias infecciosas.
p. ej.: microorganismos viables, o toxinas que pueden enfermar a personas o animales.
Clase 7: Materiales radioactivos.
Clase 8: Substancias corrosivas.
p. ej.: ácidos para baterías eléctricas, ácido fórmico, ácido sulfúrico, soda cáustica.
Clase 9: Substancias y artículos peligrosos varios.
p. ej.: aerosoles, cerillas de seguridad, amianto.
 Contaminación del aire. 57.

ANEXO 3.
En el Diccionario, [1], leemos:
inmisión. (Del lat. immissio -onis, acción de echar.) f. Infusión o inspiración.
infusión. (Del lat. infusio -onis.) f. Acción y efecto de infundir. || 2. Hablando del sacramento del bautismo,
acción de echar el agua sobre el que se bautiza. || 3. fam. Acción de extraer de las substancias orgánicas las partes
solubles en agua, a una temperatura mayor que la del ambiente y menor que la del agua hirviendo. || 4. Producto
líquido así obtenido. ||estar uno en infusión para una cosa. fr. fig. y fam. Hallarse en aptitud y disposición para
conseguirla en breve.
infundir. (Del lat. infundere.) tr. ant. Poner un simple o medicamento en un licor por cierto tiempo. || 2. p. us.
Echar un líquido en una vasija u otro recipiente. || 3. fig. Comunicar Dios al alma un don o gracia. || 4. Causar en el
ánimo un impulso moral o afectivo. INFUNDIR miedo, fe, cariño.
inspiración. (Del lat. inspiratio -onis.) f. Acción y efecto de inspirar. || 2. Ilustración o movimiento sobrena-
tural que Dios comunica a la criatura. || 3. Efecto de sentir el escritor, el orador o el artista aquel singular y eficaz
estímulo que le hace producir espontáneamente, y como si lo que produce fuera cosa hallada de pronto y no buscada con
esfuerzo. || 4. Cosa inspirada.
inspirar (Del lat. inspirare.) tr. Atraer el aire exterior a los pulmones, aspirar. || 2. fig. Infundir o hacer nacer
en el ánimo o la mente afectos, ideas, designios, etc. || 3. fig. En sentido menos genérico, sugerir ideas o especies
para la composición de la obra literaria o artística, o bien dar instrucciones a los que dirigen o redactan publi-
caciones periódicas. || 4. fig. Iluminar Dios el entendimiento de uno o excitar y mover su voluntad. || 5. prnl. fig.
Enardecerse y avivarse el genio del orador, del literato o del artista con el recuerdo o la presencia de una persona o
cosa, o con el estudio de obras ajenas.
Es decir, en el tema que nos interesa inmisión sería la acción y el efecto de atraer el aire exterior a los pulmones, as-
pirar.
Destaquemos que en alemán Immission significa nombramiento, instalación en un cargo; influencia sobre la
finca o el inmueble vecinos ( por el humo, gas, olores, etc.) y deriva del latín immissio y ésta de immittere, [21].
Pero también en la bibliografía alemana se le da el siguiente significado a Immision: (f) . la suma total de las
emisiones, [22]. Las inmisiones son impactos ambientales dañinos que, debido a su naturaleza, intensidad o dura-
ción, probablemente induzcan riesgos, daños o molestias substanciales para la población en general o para un ve-
cindario en particular; estos efectos son experimentados por humanos, animales, plantas, suelo, agua, la atmósfera,
bienes materiales o culturales, y los hacen en forma de impurezas, ruido, vibraciones, luz, calor, radiación o impac-
tos ambientales similares, [23] .
En inglés se usa más frecuentemente las palabras "cargas" y "niveles" o "concentraciones" con sentido similar,
[23], aunque nosotros pensamos que la expresión "calidad del aire" en la bibliografía de origen angloparlante tendría
un sentido parecido a "inmisión", con un matiz diferente que no alcanzamos a apreciar.
La Ley federal alemana de protección por las immisiones (Bundes Immissionsschutzgesetz, BImSchG) está
proyectada fundamentalmente para proteger al ser humano y al medio ambiente de los riesgos emanados de plantas
industriales y otros orígenes, fundamentalmente por contaminación atmosférica y ruidos, [23] .
Pero en latín immissio -onis es la acción de amugronar las vides, la acción de enviar, dirigir contra, [24],
dejar ir, [25] e immito, -is, -isi, -issum, -ittere es enviar hacia o en contra; dirigir, encaminar; lanzarse; dar entera
libertad; poner a, [24], introducir, poner; dejar penetrar, [25]. Emissio, -onis significa acción de lanzar, [24],
emisión, disparo, lanzamiento, [25]. Emitto, -is, -si, -missum, -ittere: dejar salir; dejar escapar; enviar; lanzar,
arrojar; emitir, proferir; enunciar; presentar; manumitir; publicar una obra, [24]; hacer o dejar ir o salir; echar
fuera ,[25].
Debe destacarse que los diccionarios latinos consultados al buscar inm- remiten a imm- , [24] y [25].
Por su parte, en italiano el significado de immisione sería: sf. introducción | Mar.- d'una nave in bacino, en-
trada de un buque en el dique | For. -in possesso , entrega de la poseción, [26].
Por su parte la norma ISO 4225:1994 (E/F) define immission como la transferencia de un contaminantes desde
la atmósfera hasta un receptor, por ejemplo contaminantes retenidos en los pulmones. Aunque no tiene el mismo
significado que concentración a nivel del suelo, tiene un significado opuesto al de "emisión". Aclara que es un
término de origen alemán, [27]. Nos preguntamos ¿no es latino?.
Otra palabra de interés, no mencionada en el Diccionario, [1] es advección: en italiano: "advezione". En
alemán "Advektion" (del latín advectio) es el acercamiento, preponderantemente horizontal, de masas de aire, en
contraposición de "Konvektion" (del latín convectio) que corresponde a corriente de aire dirigida preponderante-
mente hacia arriba o hacia abajo, [21]. En latín: advectio acción de transportar, llevar o acarrear; conveho -vexi -
vectum acarrear, transportar en carro, conducir; y convecto ( frec. de conveho) transportar en masa, [24] y [25].
Contaminación del aire. 58.
ANEXO 4.
Perfil de temperaturas - Viento y turbulencia
Estabilidad Descripción del penacho visible Ocurrencia típica asociados Dispersión y contacto con el suelo
1. Rizo.
Perfil térmico adiabático o superadia- Lazos irregulares y ondas con movi- Durante las horas del día con cielos despejados Vientos suaves con Se dispersa rápidamente con la distancia; gran
bático - inestable. mientos sinuosos aleatorios. o parcialmente nublados y calentamiento solar turbulencia térmica in- probabilidad de concentraciones altas esporádi-
intenso; no está favorecido por nubosidad tipo tensa. cas a nivel del suelo y relativamente cerca de la
capa, cubierta de nieve o vientos fuertes chimenea.
2. Cono.
Perfil térmico entre adiabático seco e Forma aproximadamente cónica, con eje En condiciones ventosas, tanto diurnas como Vientos fuertes a mo- Se dispersa menos rápidamente con la distancia
isotérmico - neutro o estable. horizontal; se disipa más lejos a sota- nocturnas; durante el día la favorece la nubosi- derados; turbulencia que el penacho en rizo; gran probabilidad de
vento que al penacho en rizo. dad tipo capa; también puede ocurrir breve- mayormente mecánica, contacto con el suelo a cierta distancia a sota-
mente durante una racha durante el rizo. más que térmica. vento; la concentración es menor que en el caso
del rizo, pero más persistente.
3. Abanico
Perfil térmico invertido o isotérmico - Abanico horizontal estrecho; poca o ningu- Durante cualquier estación, por la noche y a la Vientos suaves; muy Se dispersa lentamente; gran concentración en
muy estable. na apertura vertical; si la chimenea es alta mañana temprano; por lo general está asociado poca turbulencia altura a distancias relativamente grandes a so-
recuerda a un río meandroso, que se en- con capas de inversión; está favorecido por tavento; poca probabilidad de contacto con el
sancha pero no se hace más profundo a vientos suaves, cielos claros y cubiertas de nieve suelo, aunque un aumento de la turbulencia
medida que avanza; puede ser visible desde puede resultar en contacto con el suelo; puede
kilómetros a sotavento; si el efluente es haber concentraciones altas a nivel del suelo si
caliente el penacho se eleva lentamente la chimenea es corta o si el penacho se mueve
luego deriva horizontalmente. hacia terrenos más irregulares.
4. Elevación
Perfil térmico adiabático desde el coro- Rizo o cono con la parte inferior bien Durante el cambio del perfil a inversión; gene- Vientos moderados y La probabilidad de contacto con el suelo es pe-
namiento de la chimenea hacia arriba, definida pero la parte superior es difuso, ralmente cerca de la puesta del sol en días des- turbulencia conside- queña, a menos que la capa de inversión sea somera
invertido por debajo - capa inferior es- poco definido. pejados; dura aproximadamente una hora pero rable en altura; vientos y la chimenea baja; la concentración será elevada si
table, capa superior neutra o inestable. puede persistir durante toda la noche. muy suaves y sin tur- hay contacto, pero normalmente éste está impedido
bulencia o con una por la estabilidad de la capa de inversión; se
turbulencia leve en la considera que es la mejor condición para la
capa de abajo. dispersión ya que los contaminantes se dispersan en
el aire superior con poca probabilidad de contacto
con el suelo.
5. Fumigación.
Perfil térmico adiabático o superadia- Abanico o cono con la parte superior Durante el cambio del perfil de inversión a inesta- Vientos suaves a mo- Gran probabilidad de contacto con el suelo con
bático desde el coronamiento de la chi- bien definida pero la parte inferior es ble; generalmente la inversión nocturna desaparece derados en altura y sua- concentración grande, especialmente después de
menea hacia abajo; invertido o isotér- rasgada o difusa. por el calentamiento del suelo y de las capas su- ves debajo; turbulencia que el penacho se ha estancado en altura.
mico por encima - capa inferior inesta- perficiales del aire por el sol de la mañana; co- térmica en la capa in-
ble o neutra, capa superior estable. múnmente la desaparición de la inversión comienza ferior, poca turbulencia
cerca del suelo y asciende progresivamente, más en la capa superior.
lentamente en invierno que en verano; también
puede ocurrir con virazón durante las últimas horas
de la mañana o primeras de la tarde.
Comportamiento del penacho y tiempo asociado , [68].
 Contaminación del aire. 59.

ANEXO 5.
La estabilidad atmosférica está vinculada con el grado de turbulencia en el aire ambiente y puede variar am-
pliamente de un momento a otro; en los modelos de dispersión de gases en la atmósfera está representada por
"clases" de estabilidad. En condiciones de poca turbulencia la dispersión de contaminantes es limitada.
Pasquill definió seis categorías o clases de estabilidad atmosférica en función de la velocidad del viento medi-
da a 10 m de altura, lo que se conoce como viento en superficie, la radiación solar incidente en el día y la cubierta de
nubes en el caso de la noche. Las nombró con letras, desde la A hasta la F.
La clase A correspondería a la más inestable, la D correspondería a un gradiente térmico neutro, y la F sería la
de mayor estabilidad, asociada a una inversión moderada del gradiente térmico. En la tabla 16 hemos incluido la
mencionada clasificación. La información dada por la tabla fue determinada para terreno abierto, rural, pero es
menos confiable sobre ciudades, por el efecto térmico que originan y por su mayor rugosidad, [42].
Para cualquier condición nublada, durante el día o la noche, se debería suponer la clase neutra (D), [42].
Velocidad del viento en Día
Noche
superficie (á 10 m ) Radiación solar incidente (insolación).
Ligeramente cubierto ó
m/s Fuerte Moderada Débil < 3/8 nubes
>4/8 nubes bajas
<2 A A-B B --- ---
2-3 A-B B C E F
3-5 B B-C C D E
5-6 C C-D D D D
>6 C D D D D
Tabla 16. Definición de las categorías de estabilidad atmosférica según Pasquill; [42], [43], etc.
Nótese que Pasquill no definió una clase para las noches despejadas y con viento débil, con muy poca turbu-
lencia vertical, en estas condiciones y es incierto y z resulta muy pequeño para x grandes, con concentraciones
prácticamente nulas a nivel del suelo, [48].
Se define la noche como el período que va desde una hora antes de la puesta del sol hasta una hora después de
la salida del sol , [39], [42] y [43]. Esto parece lógico, pues la influencia de los rayos solares ya resulta mínima un
rato antes de la puesta del sol y no es importante hasta bastante después de su salida, no obstante podemos notar que
otros traductores, al hacer referencia a esta misma tabla, han definido como noche al período desde una hora
después de la puesta del sol hasta una hora antes de la salida del mismo, [52].
Las categorías apropiadas de insolación pueden determinarse usando la información sobre la nubosidad y la
elevación del sol, como se ve en la tabla 17, [43].
Ángulo de elevación Ángulo de elevación del sol Ángulo de elevación del sol
Grado de nubosidad
del sol > 60º < 60º pero >30º < 35º pero > 15º
4/8 o menos o cualquier cantidad
de nubes altas delgadas Fuerte Moderada Ligera
5/8 á 7/8 de nubes medias (base
desde 2.100 hasta 4.900 m) Moderada Ligera Ligera
5/8á 7/8 de nubes bajas (base a
menos de 2.100 m) Ligera Ligera Ligera
Tabla 17. Categorías de insolación, [43].
Recordemos que nubosidad significa estado o condición de nuboso y nuboso cubierto de nubes y nube es la
masa de vapor acuoso suspendida en la atmósfera y que por la acción de la luz aparece de color ya blanco, ya
obscuro o de diverso matiz, [1].
Técnicamente, el "grado de nubosidad", o más simplemente la "nubosidad", es la mayor o menor abundancia
de nubes que se observa en un lugar dado; se puede establecer indirectamente, mediante la heliofanía, o directa-
mente, por simple observación ocular, apreciando la fracción del cielo cubierta por nubes, clasificándosela en gra-
dos, llamados "octas", cero ( 0 ) corresponde a un cielo totalmente despejado, ocho ( 8 ) a uno completamente cu-
bierto y el resto condiciones intermedias, [88].
Es de notar que el Manual de cálculo de altura de chimeneas industriales indica otras formas de clasificar la
estabilidad atmosférica, p. ej. directamente conforme al gradiente vertical de temperaturas, según la tabla 18, el cual
se expresa en ºC/100m de ascenso, preferiblemente para ello se miden las temperaturas á 10 m y 50 m; o bien ,
según la tabla 19, mediante la desviación típica horaria, en grados, de la fluctuación horizontal de la velocidad del
viento, que se puede estimar a partir de la oscilación máxima horaria dividida por 6, [47].
Para el cálculo de las concentraciones promedio estacionales o anuales se emplea una distribución de fre-
cuencias conjunta de las clases de estabilidad, la dirección y la velocidad del viento, llamada "rosa de los vientos y
la estabilidad" o bien vector de estabilidad ( conocido en inglés por su sigla "STAR" [de stability array], [40] y [43],
también "rosa de viento dirección - velocidad - estabilidad", [47].
Clase de estabilidad Gradiente térmico vertical ºC/100m Condiciones:
Contaminación del aire. 60.

A Menor de -1,9 extremadamente inestables

B de -1,9 á -1,7 inestables
C de -1,7 á -1,5 ligeramente inestables
D de -1,5 á -0,5 neutras
E de -0,5 á +1,5 ligeramente estables
F Mayor de +1,5 estables
Tabla 18. Clases de estabilidad clasificadas según el gradiente vertical de temperaturas, [47].
Clase de estabilidad Desviación típica horizontal de la veloci-
dad del viento (grados) *
A 25,0
B 20,0
C 15,0
D 10,0
E 5,0
F 2,5
*valor medio del intervalo considerado
Tabla 19. Clases de estabilidad clasificadas según las oscilaciones horarias del viento, [47].
 Contaminación del aire. 61.

ANEXO 6.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norte América, [43] y [49], propone que se
 p

puede estimar al velocidad us del viento a la altura h s de la chimenea mediante la fórmula us u1 hs / z1 donde:
us = la velocidad del viento [m/s] a la altura de la chimenea (h s);
u1 = la velocidad del viento a la altura z1 de referencia, tal como la altura del anemómetro;
p = el exponente de la ley potencial relacionado con la estabilidad, obtenido de la tabla 20.
Clase de estabilidad Exponente para zona rural Exponente para zona urbana
A 0,07 0,15
B 0,07 0,15
C 0,10 0,20
D 0,15 0,25
E 0,35 0,30
F 0,55 0,30
Tabla 20. Exponentes del perfil del viento como función de la estabilidad atmosférica, para sitios rurales y urbanos,
[43] y [49]..
Esta ecuación de la ley potencial puede ser empleada para ajustar las velocidades del viento en un intervalo de
alturas desde aproximadamente 10 m hasta 300 m. Los ajustes para alturas mayores de 300 m deben usarse con
cuidado. Para alturas de descarga debajo de los 10 m, la velocidad del viento de referencia debería usarse sin ningún
ajuste, [43] .
 h
u 
0 ,5

Otros autores, [41], sugieren usar para condiciones estables: uh

z 
1
1

 h  0 ,25

y para condiciones inestables: uh u1

z 
1
donde:
uh = velocidad media del viento a la altura h ;
u1 = velocidad media del viento a la altura z 1 .
Recordemos que un viento con velocidad de 1 m/s es apenas perceptible, una brisa ligera sopla con velocidades
del orden de 2 m/s.
La Sociedad (Norte-) Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado
(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.), [70], propone la siguiente
fórmula exponencial para calcular la velocidad del viento a una altura H sobre un plano horizontal ubicado a la al-
tura promedio de los obstáculos de la zona, tales como árboles o edificios, las velocidades a la altura de este plano, o
menor resultan más inciertas.
   H  a m et a

 H   
met
UH U met
met
Donde:
UH [m/s], es la velocidad del viento a la altura H, del coronamiento de la pared enfrentada al viento, como
tratamos de aclarar en la figura 72;
Umet [m/s], es el promedio horario de la velocidad del viento, informado por una estación meteorológica cer-
cana, en general se lo mide en terreno llano y abierto;
Hmet [m], es la altura a la cual se encuentra el anemómetro con el cual se determinó Umet , generalmente Hmet
= 10m;
[m] es el espesor de la capa límite del viento para el terreno del edificio;
met [m] es el espesor de la capa límite del viento para la estación meteorológica;
a y amet son exponentes, para el terreno del edificio y para la estación meteorológica, respectivamente;
los valores de , met , a y amet se determinan mediante la tabla 21. Los valores correspondientes a la categoría 3
de la tabla, es decir amet = 0,14 y met = 270 m, son los típicos para estaciones meteorológicas ubicadas en terre-
nos llanos y abiertos
Contaminación del aire. 62.

Figura 72.

Categoría del Espesor

Descripción: Exponente a
terreno de la capa [m]
1 Grandes centros urbanos en los que al menos un 50% de los edificios 0,33 460
superan los 21 m de altura, en una distancia a barlovento de al menos
2.000 m
2 Áreas urbanas, suburbanas, arboladas y otras con obstáculos muy 0,22 370
poco separados en comparación con casas unifamiliares, o mayores
que ellas, en una distancia a barlovento de al menos 2.000 m
3 Terreno raso, con obstáculos dispersos, generalmente de menos de 0,14 270
10m de alto
4 Áreas llanas, sin obstáculos, expuestas al viento que sopla sobre un 0,10 210
gran cuerpo de agua, a no más de 500 m tierra adentro

Tabla 21. Parámetros de la capa límite atmosférica, [70]..

 Contaminación del aire. 63.

ANEXO 7.
Cálculo de los coeficientes de dispersión y, z para fuentes puntuales y zona rural, según [49].
Para ajustar los valores encontrados por Pasquill y Gifford se puede usar:
para y = 465,11628 (x) tan(TH) donde TH = 0,017453293 [c-d ln(x)] y para z = a x b
en ambas x representa la distancia a sotavento, medida en kilómetros, a, b, c y d son coeficientes numéricos dados
en las tablas 22 y 23. y, z resultan expresadas en metros.
y = 465,11628 (x) tan(TH)
Categorías de estabilidad TH = 0,017453293 [c-d ln(x)]
según Pasquill: c d
A 24,1670 2,5334
B 18,3330 1,8096
C 12,5000 1,0857
D 8,3330 0,72382
E 6,2500 0,54287
F 4,1667 0,36191
Tabla 22. Parámetros para el cálculo de y , en zonas rurales, [49].
Categorías de estabilidad z [metros] = a x b x [km]
según Pasquill: x [km] a b
A* <0,1 122,800 0,94470
0,10 - 0,15 158,080 1,05420
0,16 - 0,20 170,220 1,09320
0,21 - 0,25 179,520 1,12620
0,26 - 0,30 217,410 1,26440
0,31 - 0,40 258,890 1,40940
0,41 - 0,50 346,750 1,72830
0,51 3,11 453,850 2,11660
>3,11 ** **
B* < 0,20 90,673 0,93198
0,21 - 0,40 98,483 0,98332
> 0,40 109,300 1,09710
C* todas 61,141 0,91465
D < 0,30 34,459 0,86974
0,31 - 1,00 32,093 0,81066
1,01 - 3,00 32,093 0,64403
3,01 - 10,00 33,504 0,60486
10,01 - 30,00 36,650 0,56589
> 30,00 44,053 0,51179
E < 0,10 24,260 0,83660
0,10 - 0,30 23,331 0,81956
0,31 - 1,00 21,628 0,75660
1,01 - 2,00 21,628 0,63077
2,01 - 4,00 22,534 0,57154
4,01 - 10,00 24,703 0,50527
10,01 - 20,00 26,970 0,46713
20,01 - 40,00 35,420 0,37615
> 40,00 47,618 0,29592
F < 0,20 15,209 0,81558
0,21 - 0,70 14,457 0,78407
0,71 - 1,00 13,953 0,68465
1,01 - 2,00 13,953 0,63227
2,01 - 3,00 14,823 0,54503
3,01 - 7,00 16,187 0,46490
7,01 - 15,00 17,836 0,41507
15,01 - 30,00 22,651 0,32681
30,01 - 60,00 27,074 0,27436
> 60,00 34,219 0,21716
* si el valor calculado de z supera los 5.000 m, se fija z = 5.000 m.
** z = 5.000 m
Tabla 23. Parámetros para el cálculo de z , en zonas rurales, [49].
Contaminación del aire. 64.

Para el cálculo de los coeficientes de dispersión y, z para fuentes puntuales y zona urbana se pueden usar las
expresiones dadas en la tabla 24, determinadas por Briggs ajustando datos de Mc Elroy y Pooler, [49].
Categorías de estabilidad según Pasquill: y [metros] * z [metros] *
A 0,32 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,24 x (1,0 + 0,001 x) 1/2

B 0,32 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,24 x (1,0 + 0,001 x) 1/2

C 0,22 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,20 x

D 0,16 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,14 x (1,0 + 0,0003 x) -1/2
E 0,11 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,08 x (1,0 + 0,0015 x) -1/2
F 0,11 x (1,0 + 0,0004 x) -1/2 0,08 x (1,0 + 0,0015 x) -1/2
* x en metros
Tabla 24. Fórmulas para el cálculo de y y z , en zonas urbanas, [49].
Si bien se supone que estas expresiones son válidas para distancias a sotavento de la fuente menores a 100 m,
se lo debe hacer con cuidado, pues las concentraciones estimadas en receptores ubicados a menos de 100 m de la
fuente resultan sospechosas, [49]. En estas expresiones tanto las distancias x, como los coeficientes de dispersión y, z se
expresan en metros.
ANEXO 8.
El Manual de cálculo de altura de chimeneas industriales, [47], indica para el cálculo de los coeficientes de
difusión y ý z , en metros: y = axp y z = b xq donde x es la distancia a la fuente, en metros; los
valores de a, b, p ý q dependen de la clase de estabilidad y se indican en la tabla 25.
Clase de Valor del índice
estabilidad a p b q
A 0,40 0,91 0,41 0,91
B 0,36 0,86 0,33 0,86
C 0,36 0,86 0,30 0,86
D 0,32 0,78 0,22 0,78
E 0,31 0,74 0,16 0,74
F 0,31 0,71 0,06 0,71
Tabla 25. Coeficientes para el cálculo de y y z ,[47].
 Contaminación del aire. 65.

ANEXO 9.
Los modelos SCREEN e ISC3 para calcular el ascenso ( H) del penacho usan las ecuaciones de Briggs.
A partir de la Guía del usuario de los modelos ISC3, [49], podemos resumir:
1) el ascenso del penacho dependerá de las condiciones atmosféricas y de la primacía del efecto de la elevación
por la flotación o por la velocidad de salida de los gases, como tratamos de simplificar en la fig. 73.

Figura 73.
2) para el cálculo del ascenso del penacho se considera un parámetro Fb para el flujo por flotación, en [m4/s3],
y un parámetro Fm para el flujo por el momento o cantidad de movimiento de los gases, o sea asociado a su veloci-
dad de salida, en [m4/s2], dados respectivamente por :

Fb g vs d s 2
 
T T
 
4 Ts
Fm vs2 d s 2 a
4Ts
donde T = Ts - Ta
3) En condiciones neutras o inestables:
3.a cuando la temperatura de salida de los gases es mayor o igual que la de la atmósfera debe determinarse si el
ascenso está dominado por la flotación o por la cantidad de movimiento; para ello se calcula una "diferencia de
temperaturas de corte" ( T)c .
Luego si T > ( T)c se supone que predomina la flotación, en caso contrario lo hará la cantidad de movimiento.
Para calcular ( T)c valen las siguientes

Para Fb < 55   v1 3
T c 0, 029 Ts s2 3
ds
y para Fb > 55   v2 3
T c 0, 00575 Ts s1 3
ds
3.a.1 si T > ( T)c es decir si predomina la flotación el ascenso, H, del penacho se calcula:
F3 4 F35
Para Fb < 55 H 21, 425 b y para Fb > 55 H 38, 71 b
us us
Que se alcanzarían a una distancia xf que es unas 3,5 veces mayor que aquella en la que la turbulencia co-
mienza a dominar la infiltración. xf se calcula
Para Fb < 55 x f 49 Fb5 8 y para Fb > 55 x f 119 Fb2 5
3.a.2 si T < ( T)c es decir si predomina la cantidad de movimiento se trata igual al caso en el que
temperatura de salida de los gases es menor o igual que la de la atmósfera, es decir como sigue en 3.b.
3.b cuando la temperatura de salida de los gases es menor o igual que la de la atmósfera se supone que el as-
censo del penacho está dominado por la velocidad de salida de los gases y entonces H estará dada por
v v
H 3d s s Briggs, su autor, sugiere que es más aplicable si s 4
us us
4) En condiciones estables:
z
Se calcula un parámetro s de estabilidad s g
Ta
Como aproximación se puede tomar ( / z) = 0,020 ºK/m para la clase E (ó 5), ó ( / z) = 0,035ºK/m para la
clase F (ó 6)
E igual que en el caso anterior:
4.a cuando la temperatura de salida de los gases es mayor o igual que la de la atmósfera debe determinarse si el
ascenso está dominado por la flotación o por la cantidad de movimiento; para ello se calcula una "diferencia de
temperaturas de corte" ( T)c .
Luego si T > ( T)c se supone que predomina la flotación, en caso contrario lo hará la cantidad de movimien-
to.
Para calcular ( T)c valen la siguiente  Tc 0, 019582 Ts vs s
4.a.1 si T > ( T)c es decir si predomina la flotación el ascenso, H, del penacho se calcula:

H
 F 
2, 6  b
13

u s
s
Contaminación del aire. 66.

us
Que se alcanzaría a una distancia xf dada por x f 2, 0715
s
4.a.2 si T < ( T)c es decir si predomina la cantidad de movimiento se trata igual al caso en el que
temperatura de salida de los gases es menor o igual que la de la atmósfera, es decir como sigue en 4.b.
4.b cuando la temperatura de salida de los gases es menor o igual que la de la atmósfera se supone que el as-
censo del penacho está dominado por la velocidad de salida de los gases y entonces H estará dada por

H 1, 5
 F  . m
13

 u s s
Como la elevación del penacho en una atmósfera estable no debería exceder la que ocurre en una atmósfera neu-
tra o inestable se calcula ésta última según 3.b y se adopta el H que resulta menor.
5) Para distancias menores que aquella en la que se alcanza la elevación máxima

H 1, 60
 F x 
b
13 23
5.a si predomina la flotación, cualquiera sea estabilidad atmosférica, entonces
 u  s
5.b si predomina la cantidad de movimiento:

5.b.1 en condiciones inestables H 

 3 F x  m
13

donde x es la distancia a sotavento, en metros, con

 u  2
j
2
s

4 d v 3 u 
2
s s s
un valor máximo dado por x m áx para Fb = 0
vs us
xm áx 49 Fb5 8 para 0< Fb < 55 m4/s3
xm áx 119 Fb2 5 para Fb > 55 m4/s3
 sen x s u   s
13

5.b.2 en condiciones estables H

3F u s 
m 2
j s
donde x es la distancia a sotavento, en me-

us
tros, con un máximo dado por xm áx 0, 5
s
1 us
j es el coeficiente de atrapamiento por chorro y está dado por j
3 vs
Si el ascenso H calculado tanto en el caso 5.a como en cualquiera de los casos 5.b excediera al máximo H
calculado para la condición debida, según vimos en 3 ý en 4, entonces se tomará el valor calculado en 3 ó en 4, se-
gún corresponda.
En todo lo anterior:
ds diámetro interior de salida de gases [m]
g aceleración de la gravedad (9,80616 m/s2)
vs velocidad de salida de los gases por la chimenea [m/s]
us velocidad del viento ajustada a la altura de emisión [m/s]
Ts temperatura de emisión de los gases [ºK]
Ta temperatura de la atmósfera [ºK]
x distancia desde la fuente al receptor, en la dirección del viento [m]
h sobreelevación, o ascenso, del penacho de gases de escape [m] ( hmáx valor máximo)
= 3,14159
/ z gradiente de la temperatura potencial con la altura [ºK/m]
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----o----
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 1.

Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.

Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.

Gases de escape, su medición y tratamiento.

Versión preliminar,
corregida y ampliada.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, Mayo de 2.002,
Diciembre 2.014.

Gases de escape..., 9 XII 2.014 , 9 XII 2.014

.2 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Gases de escape: son aquellas mezclas gaseosas que surgen de equipos, procesos, etc. y que, eventualmente,
ejercen una acción contaminante sobre el medio ambiente. Los gases de escape suelen arrastrar partículas.
A los productos arrastrados por los gases de escape se los puede clasificar en:
1- contaminantes: aquellos que transforman el estado de equilibrio que naturalmente reina en el receptor
inicial, intermedio o final. El receptor inicial de los gases de escape es la atmósfera; intermedios pueden ser los seres
vivos, el suelo o el agua, en tanto el contaminante o los productos de su transformación no queden en ellos y finales
son el suelo, los sedimentos, a veces el agua o, incluso la atmósfera, en tanto el contaminante quede definitivamente
en ellos.
2- no contaminantes: los que no transforman el estado de equilibrio que naturalmente reina en los cuer-
pos receptores.
Por ejemplo: el aire que sale de una máquina para carpintería es una mezcla de aire y partículas de madera.
Este gas de escape estará formado por una parte no contaminante, el aire, y otra contaminante, las partículas de
madera.
Centraremos nuestro estudio en los productos contaminantes arrastrados por los gases de escape.
Según su estado físico los contaminantes del aire se pueden clasificar en:
1. partículas, o sea partes pequeñas de materia,
1.1 líquidas, que forman nieblas y brumas,
1.2 sólidas, que dan lugar a polvos y humos.
2. gases y vapores
Según su estado biótico se pueden diferenciar entre:
1. vivos, p. ej. bacterias, esporas de hongos,
2. no vivos, p. ej. partículas de arcilla.
Hay que destacar que contaminantes no vivos pueden arrastrar a otros vivos, que incluso pueden dotarlos de
una peligrosidad que por sí no tenían, p. ej. las gotitas resultantes del estornudo de una persona enferma con tuber-
culosis.
Según su composición química se pueden distinguir entre:
1. substancias inorgánicas, p. ej. óxidos de nitrógeno, partículas minerales
2. substancias orgánicas, p. ej. fibras de algodón, solventes orgánicos
Gases y vapores.
Volviendo al estado físico de los contaminantes, podemos decir que los gases son aquellos que se encuentran
como tales en las condiciones habituales de temperatura y presión y cuyo comportamiento se puede describir me-
diante las ecuaciones de los gases perfectos más o menos corregidas, conforme se alejen de los ideales. Los vapores
son substancias gaseosas que están en equilibrio con la fase líquida o sólida en las condiciones habituales de tem-
peratura y presión
Normalmente la concentración de gases o vapores en el aire se expresa en volumen sobre volumen, p. ej. en
partes por cien partes, partes por millón de partes, indicadas con % y ppm respectivamente, o en masa sobre volu-
men, p. ej. en microgramos por metro cúbico, g/m3 .
Para pasar de una a otra unidad se pueden emplear, [52]:
g  g  PM .10 3 273 º K P mmHg
V m 
3 22 , 4 T ºK 760 mmHg
ppm

ó
g  g PM .10 3 273 º K P mbar
V  m 
3
ppm
22 , 4 T ºK 1. 013 mbar
según las unidades que usemos para expresar la presión. Y resulta, para P = 760 mm Hg:

 
g g PM .10 3
si t =25 ºC, o sea T = 298 ºK
 
V m3 24 , 5
ppm

g  g PM .10 3
V  m 
y si t =0 ºC, o sea T = 273 ºK 3
ppm
22 , 4
donde:
g masa de contaminante, g,
V volumen de aire más contaminante, en la práctica volumen de aire solamente, m3 ,
PM peso molecular del contaminante,
T temperatura del aire con contaminante,
P presión del aire con contaminante,
ppm concentración del contaminante, expresada en partes por millón de partes.
V
P. ej.: Si X = SO2 ý x ppm 0,03 ppm como PM del SO2 = 32 + 2 x 16 = 64 resulta:
V
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 3.

64.10 3  mg 
24,5
0,03 ppm 78
m 
3
para t = 25º C ý p = 760 mm de Hg.

64.10 3  mg 
86 
22,4
0,03 ppm
m 3
para t = 0º C ý p = 760 mm de Hg.

Si bien en la bibliografía común entre nosotros, sea argentina, latinoamericana o continental europea, las uni-
dades usuales son las del sistema métrico decimal, habiendo desaparecido casi totalmente las antiguas; entre los
anglosajones se conserva el uso de las mismas. Así, en el caso de la técnica aplicada a los tratamientos de gases de
escape, aparece el grano por pie cúbico normal (que abrevian gr/scft), veamos su significado.
En España el grano era una unidad antigua de peso, correspondiendo, en farmacia, al peso de un grano regular
de cebada, o sea muy cerca de cinco centigramos [50].
En bibliografía anglosajona 1 libra avoirdupois equivale a 7000 granos y a 453,593 gramos, por lo que resulta
1 grano = 0,0648 gramos, [51].
Por su parte el pié es una medida de longitud de dimensión variable según los países, en el caso de los anglo-
sajones 1 pie equivale a 0,3048 m, con lo cual 1 pié cúbico equivale a 0,02832 m 3, [51].
Resultando que 1 grano por píe cúbico equivale aproximadamente a 2,29 g/m 3 .
En la bibliografía anglosajona también se suelen encontrar otras unidades que llevan a confusión, por ejemplo las
partes por billón, que simbolizan ppb, y corresponden a una parte de contaminante por un billón de partes de aire
más contaminante, en volumen, pero el billón a la norteamericana o sea 109 ý no el billón clásico, de uso común
entre nosotros, igual a 1012. Lo mismo sucede con las partes por trillón de partes, o ppt, con el trillón concebido
como 1012 ý no como entre nosotros, o sea 1018. Por ello no es convenientes el uso de estas unidades.
Aerosoles.
Veamos algunas nociones básicas sobre clasificación de aerosoles (para lo que sigue nos basaremos princi-
palmente en "La mecánica de los aerosoles", del Dr. N. A. Fuchs).
Se llaman aerosoles o sistemas aerodispersos a aquellos sistemas dispersos constituidos por un medio en fase
gaseosa y una fase dispersa líquida o sólida.
Respecto a la clasificación de los aerosoles reina bastante anarquía, trataremos de dar algunas ideas útiles.
Son aerosoles de dispersión los formados por la molienda o la atomización de sólidos y líquidos y por la
transferencia de polvos a un estado de suspensión por la acción de corrientes de aire o de la vibración. Entonces
pertenecen a este grupo los aerosoles generados en una molienda de minerales, los desprendidos de un atomizador,
de los mal llamados "aerosoles" en el comercio.
Son aerosoles de condensación los formados al condensar un vapor sobrecalentado o como resultado de reac-
ciones entre gases que conducen a la formación de un producto no volátil tal como el hollín. En general los llamados
"humos metálicos" son aerosoles de este tipo.
Podríamos tabular:
Característica: Aerosoles de dispersión Aerosoles de condensación
tamaño en gral. más groseros en gral. más finos
intervalo de tamaños en gral. más amplio en gral. más estrecho
en el caso de ser partículas sólidas:
forma de las partículas individuales completamente irregular esférica o cristalina regular
(fragmentos)
tendencia a formar agregados pequeña, en general partículas grande, forman agregados suelto de un
individuales o poco agregadas número muy grande de partículas
En cuanto al estado físico de las partículas pueden ser sólidas o líquidas, podemos resumir:
Característica Partículas líquidas Partículas sólidas
forma de las partículas esférica variada
al chocar entre sí forman partículas esféricas únicas agregados más o menos sueltos
densidad aparente del agregado similar a la de las partículas originales puede ser mucho menor que la de
las partículas originales
Se llaman :
nieblas a los aerosoles formados por partículas líquidas, independientemente de que sean de condensación o
de dispersión,
polvos los aerosoles de dispersión formados por partículas sólidas, independientemente de su tamaño,
humos los aerosoles de condensación con una fase dispersa sólida.
En la figura 1 hemos tratado de esquematizar lo dicho.
.4 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Fig. 1. Tipos de aerosoles.

El estado físico de las partículas puede depender de la humedad del aire, así el cloruro de amonio, dada su hi-
groscopicidad, puede originar partículas sólidas, semilíquidas o líquidas según la humedad del medio. En otros casos
pueden influir otras propiedades del medio, como la temperatura, etc.
Se pueden encontrar aerosoles constituidos por partículas de ambos orígenes, p. ej. los gases de escape de
hornos puede haber humos metálicos, de condensación, mezclados con polvos de las cenizas de los hogares. El
llamado "smog" de las ciudades suele ser una mezcla de gases, humos y nieblas.
En cuanto al tamaño de las partículas iría desde las menores, con radios del orden de 10 -3 m, hasta las ma-
yores, cuyo radio dependerá del estado de movimiento del medio, así en medios estacionarios las partículas con va-
rios cientos de micrones sedimentan tan rápido que difícilmente se las detecta en suspensión, pero si el medio es
muy turbulento, o ascendente, puede suspender partículas de varios milímetros, como en el caso de las tormentas de
arena, de nieve, los lechos fluidos usados industrialmente, etc.
En intervalos tan grandes de magnitu-
des suceden cambios importantes en las
propiedades de los sistemas aerodispersos,
como lo muestra la siguiente figura 2.
Las propiedades del grupo 1 están re-
lacionadas con la razón del radio de la par-
tícula al camino libre medio de las molécu-
las del gas, que es de aproximadamente 0,1
m en el aire a presión atmosférica, las del
grupo 2 lo están con la relación entre el ra-
dio de la partícula y la longitud de onda
promedio de la luz visible, de aproximada-
mente 0,55 m. El resto de las propiedades
tiene una correspondencia fortuita.
Como vemos aparece una región in-
termedia de transición que permite dividir a
los aerosoles en tres grandes grupos.
Por una parte tenemos los aerosoles
muy dispersos, con partículas de radio me-
nor que 0,5 á 1 x 10-1 m , estas partículas
Figura 2. Relación entre algunas propiedades de los sistemas ae-
se caracterizan por tener tanto una resis-
rodispersos y el diámetro de las partículas que los integran
tencia al movimiento, como velocidades de evaporación y de enfriamiento proporcionales a r 2, la cantidad de luz que
ellas dispersan es proporcional a r 6 y la constante de coagulación de un aerosol formado por las mismas depende de
r. Estas partículas son invisibles al microscopio ordinario y sólo en condiciones excepcionalmente favorables
pueden ser detectadas con el ultramicroscopio. La presión de vapor de la fase dispersa de estas substancias es
notoriamente mayor que la normal de la substancia, por lo que puede haber destilación de las partículas más
pequeñas sobre las mayores. En estas partículas predomina considerablemente el movimiento browniano sobre la
sedimentación bajo la acción de la gravedad.
En el otro extremo tenemos a los aerosoles dispersos más gruesos, con partículas de radios mayores a aproxi-
madamente 1 m, tanto su tamaño como su forma se pueden determinar con ayuda del microscopio ordinario, la
constante de coagulación es independiente de r , la sedimentación predomina marcadamente sobre el movimiento
browniano y las leyes indicadas antes varían según lo indicado en la figura.
El tercer grupo es intermedio entre los anteriores, sus partículas tienen radios entre 0,5 á 1 x 10-1 m ý 1 m,
sus propiedades son de transición. En este grupo predominan los aerosoles de condensación formados a partir de
substancias de baja tensión de vapor. Es un grupo muy importante en la ciencia de los aerosoles pues se lo puede
estudiar fácilmente por ultramicroscopía.
Se dice que un aerosol es polidisperso cuando los radios de sus partículas cubren un amplio intervalo de valo-
res. En cambio se los llama monodispersos si ese intervalo es pequeño, p. ej. los granos de polen de trébol tienen
radios entre 24,8 ý 26,9 m, se dice que forman aerosoles monodispersos.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 5.

Normalmente los aerosoles presentan par-

tículas de radios bastante diferentes, se puede estudiar su
distribución estadística, eso se puede hacer de varias
formas. P. ej. se puede relacionar el número de partículas
con los radios de las mismas, la fracción df de partículas
cuyos radios se encuentran entre r ý r+dr se puede escri-
  
bir df f r dr con la condición 0 f r dr 1, 0
La curva que representa a f(r) se llama curva de dis-
tribución de frecuencias o curva diferencial de la dis-
tribución de tamaños de las partículas. Como se ve en la
figura 3.
Figura 3. Curva de distribución de frecuencias

Así como representamos la distribución en número, es decir la cantidad, en número, que tiene un radio de-
terminado o que cumple una condición dada, podemos hacerlo con la distribución en masa; o sea la cantidad, en
masa, de partículas de un radio determinado o con características especificadas. Si g(r) es la función de distribución
en masa, mr la masa de una partícula con radio r ý m la media aritmética de las masas de las partículas de aerosol

se puede deducir: g r mr

m

f r
También se suele trabajar, sobre todo en la técnica,
con curvas de distribución integral o sea la acumulada,
que muestra qué fracción de las partículas, en número o
en peso, según el caso, tienen radios mayores o menores
que un r dado, matemáticamente resulta respectivamente:
Fa r  
r
f r dr Fb r   0
r
f ( r ) dr
Lo mismo sepuede hacer para las distribuciones en
masa, usand g(r). A la correspondiente Ga(r) se la suele
llamar curva característica del polvo dado o curva re-
siduo, pues representa el peso del polvo que queda sobre
un tamiz determinado, la curva Gb(r) se conoce como
curva de paso , pues representa la fracción en peso que
pasa por el tamiz. Resulta Ga(r) + Gb(r) = 1. Como lo
representa gráficamente la figura 4.
Figura 4. Curvas de distribución integral.
Sobre este tipo de distribución se calculan los valores de todas las variables conocidas:
de posición, p. ej. la media, la mediana, etc., o
de dispersión, p. ej. la variancia y la desviación normal o desvío estándar 1.
También se procura ajustar las distribuciones a otras conocidas, principaente la log-normal, y a otras desarro-
lladas fundamentalmente para el estudio de partículas, p. ej. la de Rosin y Ramler que se expresa: Ga r  e ars

donde a ý s son coeficientes que se determinan experimentalmente para cada caso.

1Recordemos que la moda de una serie de valores es el valor que se presenta con mayor frecuencia, o sea es el más
común, un conjunto de valores puede tener más de una moda; la mediana de un conjunto de datos ordenados en
orden de magnitud es aquel valor que divide al conjunto de valores en dos partes iguales; la media o media aritmé-
tica es el promedio del conjunto de datos, como hemos tratado de representar en la figura 5.
Por su parte la desviación normal nos da una idea de cuán
dispersos son los valores , así una desviación normal pequeña
nos indica que el conjunto de los valores difiere poco de su
valor medio ; por otra parte, en el caso de la distribución normal
, si indicamos con r al valor medio y con a la desviación
normal, en el intervalo r se encuentra un 68,3 % de los
valores, entre r 2 se encuentra el 95,45 % ý entre r 3 el
99,7% de los valores.

Figura 5. Representación gráfica de algunas variables de posición.

.6 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Los análisis de polvo por tamizado o por sedimentación producen directamente la función G(r), el recuento
microscópico permite determinar f(r) y, consecuentemente , F(r).
Según el trabajo a realizar se usa G(r) o F(r). Por ejemplo normalmente para medir el rendimiento de un
equipo de separación de partículas se emplea G(r)., pero como la evaporación de las partículas es proporcional a su
tamaño para el estudio de la evaporación de un aerosol groseramente disperso interesa la distribución de los radios
de las partículas, o sea r.f(r), a su vez la reflexión y dispersión de la luz por gotitas grandes es proporcional al cua-
drado de su radio, entonces para el estudio de la densidad óptica de nieblas groseramente dispersas interesa la dis-
tribución de las áreas superficiales r2.f(r).
A veces se determina el tamaño medio, p. ej. el radio medio, de un conjunto de partículas. Pueden calcularse
diferentes tamaños medios, a veces muy diferentes entre sí. Por una parte podemos referirnos a distribuciones en
número, en peso, etc., por otra parte podemos basarnos en diferentes definiciones matemáticas, así tenemos:
1)Radio medio aritmético: r1 r  r f r  dr
0
r N N .

donde N es el número de partículas en el intervalo -ésimo de los radios; r el radio del centro de ese
intervalo y N es el número total de partículas.

2) Radio cuadrático medio, o radio del área superficial media: r2 2

 2

1
2  2 
N
1
2

r 0
r f r dr
 r N

3) Radio cúbico medio, o radio del volumen o peso medio:
3 3
 3

1
3  3 
N
1
3

r3 r 0
r f r dr
 r N

4)Radio medio geométrico, rg : log rg log r  log r f r  dr
0
N log r N
5)Radio de la mediana del número de partículas rm determinado por la condición
Fa rm  F r  b m 0, 5 o sea, la mitad de las partículas tienen radios que exceden á rm y la otra mitad son
menores.
En el caso de la distribución normal rm r y en el de la log-normal rm rg
En todos estos cálculos se puede trabajar con la distribuciones en número, o sea a partir de f(r), o en peso, es
decir con g(r).
Se elige el valor a usar según las necesidades de cada caso, p. ej. la densidad óptica de los aerosoles groseros y
su velocidad en un campo de fuerzas gravitacionales o inerciales dependen del radio cuadrático medio r2 , la velo-
cidad de evaporación está relacionada con r1 , incluso con nuevas definiciones resultantes de relaciones entre los
anteriores, como en el caso de la superficie específica de un aerosol, o superficie de la unidad de masa o de volumen
de la fase dispersa, que permite definir un radio de partícula con igual superficie específica que el aerosol y viene
2
dado por rs r33 r2 .
En cuanto a la forma de las partículas que componen un aerosol puede ser muy variada. En las gotitas que
componen las nieblas suele ser esférica y por coagulación dan partículas esféricas, aunque si su viscosidad es grande
la unión puede ser lenta, dando formas irregulares.
En los aerosoles de partículas sólidas podemos distinguir las partículas primarias y los agregados resultantes de
su unión.
Las partículas primarias de humos pueden tener forma esférica o cristalina más o menos regular.
Las partículas primarias de polvos suelen ser irregulares, a menudo evidencian estructura cristalina, a veces en
forma de lámina, como en polvos de mica, o fibrosas, como en el amianto o las fibras textiles.
Así podemos distinguir, según su forma:
1) partículas isométricas: aproximadamente iguales en las tres dimensiones, p. ej. esferas y poliedros regu-
lares, o formas que se les aproximen;
2) partículas en las que priman dos direcciones sobre la tercera, así tenemos láminas, escamas, hojas, etc.;
3) partículas en las que prevalece una dirección sobre las demás, aquí encontramos fibras, agujas, prismas, etc.
Los agregados pueden originarse en la coagulación de partículas individuales o en una desintegración incom-
pleta de polvos durante su dispersión. La cantidad de partículas que los forman puede variar de dos a varios millo-
nes. Cuanto menor es el tamaño de las partículas individuales mayor es su tendencia a formar agregados y éstos re-
sultan más estables, por lo cual es muy difícil encontrar partículas individuales en los aerosoles formados por partí-
culas muy finas.
Los agregados pueden tener cualquiera de las formas vistas para las partículas, el tipo de agregado que se
forma depende del la fase dispersa, del medio gaseoso y de las condiciones de formación, p. ej. existencia de cam-
pos eléctricos.
En cuanto a la densidad aparente de las partículas puede o no coincidir con la densidad real de la substancia de
la que están formadas. Así las gotitas de nieblas de aceite tienen la misma densidad que el aceite con las que se las
produjo, pero con aerosoles de mercurio se han obtenido dos clases de gotitas, según la pureza del mercurio y las
condiciones con las que se obtuvo el aerosol; las de densidad normal, que en general muestran una disminución de la
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 7.

cantidad de las pequeñas en favor de las mayores, lo que indica evaporación de las primeras y condensación sobre
las grandes, y otras partículas, formadas en medios que permiten la oxidación del mercurio, que no evaporan,
estando cubiertas por una capa de óxido más o menos compacto, su densidad es mucho menor y tienen tendencia a
coagular, formando agregados floculentos cuya densidad es del orden de un décimo de la del mercurio, dan lugar a
una niebla de características análogas a un humo.
Se puede necesitar conocer el grado de irregularidad de una partícula, es decir cuánto se aparta de la esfera, p.
ej. se ha tomado como coeficiente de esfericidad s al cociente entre la superficie de una esfera que tiene un volu-
men igual al de la partícula y la superficie de la partícula. Resulta s = 1 para la esfera, s =0,846 para el octaedro,
s =0,806 para el cubo ý s = 0,670 para el tetraedro.
Pero aparece un nuevo problema ¿cuál es el diámetro de una partícula? Y, consecuentemente ¿cuál es su ta-
maño? P. ej. puede tomarse igual al de una esfera de igual volumen, se lo suele llamar diámetro equivalente de la
partícula , o el que tiene una esfera de igual densidad que sedimente a igual velocidad en el mismo medio, llamado
diámetro de Stokes, etc. En la tabla siguiente encontramos algunos de los diámetros más comunes. Que usemos uno
u otro depende mucho de la técnica de medición empleada, en el uso industrial se suele usar el tamiz, en ese caso la
abertura del tamiz coincide con los diámetros de Stokes y equivalente para las partículas esféricas y no es muy
diferente para las isométricas. Los diámetros medidos con uno u otro método pueden resultar completamente
diferentes, de allí la importancia de aclarar, en cada caso, a qué diámetro se está refiriendo.
Definiciones de diferentes "diámetros" de una partícula.
Se define como diámetro aerodinámico de una partícula al diámetro de una esfera equivalente, de densidad
unitaria y que tenga las mismas características aerodinámicas de la partícula real. Este diámetro es el relacionado
más estrechamente con el comportamiento de las partículas en los equipos de tratamiento y es el "tamaño" medido
normalmente mediante los métodos de toma de muestras en chimeneas y conductos, [19].
Según la proyección, frecuentemente determinada mediante aparatos opto-electrónicos para la evaluación de
imágenes, de la forma de la partícula sobre un plano se pueden definir, [28]:
xF = diámetro de Feret: distancia de las tangentes perpendiculares a la
dirección de medición;
xM = diámetro de Martin: cuerda paralela a la dirección de medición
que corta por la mitad a la superficie;
xoe = cuerda más larga paralela a la dirección de medición,
Según tratamos de representar en la figura 6.
Figura 6. Representación gráfica de algunos
diámetros definibles en partículas.
Se pueden definir muchos otros diámetros, [2]:
Símbolo Nombre Definición
ds diámetro superficial el diámetro de una esfera que tiene la misma área superficial que la partícula.
dv diámetro volumétrico el diámetro de una esfera que tiene el mismo volumen que la partícula.
dd diámetro de arrastre el diámetro de una esfera que tiene la misma resistencia al movimiento que la
partícula, en un fluido de igual viscosidad y a idéntica velocidad.
da diámetro del área el diámetro de una esfera que tiene la misma área proyectada que la partícula
proyectada cuando es observada en una dirección perpendicular a un plano de estabilidad.
df diámetro de caída libre el diámetro de una esfera que tiene la misma densidad y la misma velocidad de
caída libre que la partícula en un fluido de la misma densidad y viscosidad.
dSt diámetro de Stokes el diámetro de caída libre en la región de flujo laminar (Re < 0,2)
d St d 3
v dd 
dA diámetro del tamiz el lado de la mínima apertura cuadrada a través de la cual pasa la partícula
dvs diámetro de la superficie el diámetro de una esfera que tiene la misma razón del área superficial al
3 2 volumen que la partícula.
específica dvs dv d s
.8 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Principales fenómenos físicos asociados a la separación de partículas.

En la figura 7 hemos tratado de resumir lasprincipales ideas al respecto.

Figura 7. Principales fenómenos físicos asociados a la separación de partículas.

No deben confundirse estos fenómenos físicos con los aparatos que los emplean de manera preponderante,
p.ej., si bien el fenómeno físico asociado fundamentalmente con el precipitador electrostático es la atracción
electrostática, también entre las fibras de una tela filtrante y las partículas aparece el mismo fenómeno.
Principales fenómenos asociados a la separación de gases y vapores.
Absorción: pasaje del gas o vapor al seno de un cuerpo, normalmente líquido. Como
lo tratamos de mostrar en la figura 8.
La absorción puede ser, en primera aproximación:
1) sin reacción química,
2) con reacción química, p. ej. SO2 2 NaOH SO3 Na 2 H2 O
La eficiencia del proceso depende, entre otras cosas, de: Fig. 8. Absorción.
a) la temperatura,
b) las propiedades del gas y del líquido,
c) la concentración del gas a absorber, tanto en la fase gaseosa como en la líquida.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 9.

Podemos esquematizar:

Adsorción: retención de las moléculas

de un gas o vapor sobre la superficie de un
sólido, mediante fuerzas moleculares. Según
procuramos representar en la figura 9.
Fig. 9. Adsorción.

La adsorción puede ser:

1) sin reacción química, p. ej. solventes orgánicos retenidos sobre carbón activado;
2) con reacción química, a su vez puede ser:
2.1) reacción entre el contaminante y el adsorbente, p. ej. fluoruro de hidrógeno retenido sobre alú-
mina activada;
2.2) reacción entre el contaminante y alguna substancia que impregna al adsorbente, p. ej. vapores de
mercurio retenidos sobre carbón activado impregnado con azufre.
La eficiencia del proceso depende, entre otros factores, de:
a) las características del adsorbente y del adsorbato,
b) la temperatura,
c) la humedad,
d) la superficie específica del adsorbente.
Se entiende por "superficie específica" a la relación entre la superficie y la masa de un sólido, p. ej. en carbo-
nes activados puede ser desde 600 á 1.400 m2/g.
Podemos esquematizar:

Condensación: transformación del gas o vapor en un líquido.

La eficiencia dependerá de las propiedades físicas del contaminante y de la temperatura mínima que se alcance.
Principales fenómenos de transformación material asociados a la evaluación y el tratamiento de gases de escape.
Reacciones de óxido - reducción: en ellas hay una transferencia de electrones entre dos substancias, de la que
cede los electrones se dice que se oxida, la que los toma se dice que se reduce, p. ej. en la reacción
O2 2 H2 2 H2O el oxígeno toma electrones, se dice que se ha reducido y el hidrógeno los cede, se dice
que se ha oxidado.

Reacciones entre ácidos y bases: H Cl OH Na Cl Na H2 O

Reacciones biológicas: reacciones metabólicas, fundamentalmente oxidaciones, llevadas a cabo por organis-
mos vivos. En nuestro caso se emplean para la biotransformación de substancias susceptibles de tratamiento biológico.
---o---
Cámara de sedimentación.
Consiste fundamentalmente en un gran recinto por el que
se hacen circular los gases de escape a velocidad muy reducida,
permitiendo así que sedimenten las partículas que aquellos
transportan.
Se puede explicar su funcionamiento a partir de la figura 1.
Como consecuencia de la acción de la gravedad las partí-
culas tienden a caer y se depositan sobre el piso de la cámara.
Fig. 1. Sedimentación de partículas.
Si consideramos partículas de densidad unitaria sedimentando en aire a 20 ºC y aplicamos la fórmula de
2 2
Stokes: vs 0, 2995 10 s d , donde d es el diámetro de la partícula y s su densidad, podemos tabular, [41] :
.10 Gases de escape, su medición y tratamiento.

d ( m) 0,5 1 2 3 5 10 20 30 60
vs (cm/s) 0,0007 0,0030 0,0119 0,0270 0,0749 0,2995 1,1978 2,696 10,78

La fórmula de Stokes se puede aplicar para diámetros entre 1,6 ý 70 m si admitimos hasta un 10 % de error,
pero entre 16 ý 30 m si sólo admitimos un 1 % de error, más allá de estos intervalos se debe corregir la fórmula, [1].
Si consideramos una velocidad horizontal u de 0,3 m/s = 30 cm/s 1 km/h, resulta una relación L/H :
d ( m) 0,5 1 2 3 5 10 20 30 60
L/H 42.900 10.000 2.500 1110 400 100 25 11 2,8
Si la partícula debiese descender 1 m dentro de la cámara para quedar retenida en ella y quisiésemos separar
partículas de 30 m la cámara debería tener más 11 m de largo.
Las corrientes de aire al azar en una atmósfera en "reposo" tienen velocidades de más 8 a 10 cm/s, que superan
holgadamente los 0,8 cm/s de velocidad de sedimentación de una partícula de 10 m que tiene una densidad relativa
de 2,7 con respecto al agua (de densidad unitaria), por lo que dichas partículas no sedimentan en aire en reposo, y,
en general, sólo sedimentarían partículas por encima de los 25 ó 30 m, [6].
Todo esto hace que las cámaras de sedimentación : 1) resulten muy grandes, 2) tengan una eficiencia de
remoción muy pequeñas para partículas pequeñas, y 3) en general, salvo excepciones, la concentración de partículas
en el gas de escape a la salida de las mismas no cumpla con las exigencias legales.
El flujo del aire en las cámaras de sedimentación resulta
turbulento, con lo que su eficiencia para partículas de menos
de 50 á 90 m es pequeña, p. ej. por arrastre de partículas por
corrientes de aire próximas al fondo de la cámara que, como
muestra la fig. 2, se agrava por los tabiques interiores, que
buscan agregar la separación por inercia a la acción de la
gravedad, [12].
La aplicación de las cámaras de sedimentación está limi-
tada a partículas de más de 100 á 200 m, sino resultan exce-
sivamente grandes y costosas; por ejemplo una cámara de se-
dimentación de 26 m de largo, con una descarga rectangular de Fig. 2. Corte de un sistema de cámaras de
30 cm de alto por 60 de ancho, recorrida por gas a 1,9 m/s, sedimentación, [12].
sería efectiva para partículas de cuarzo de más de 160 m, [5]. Para partículas con un peso específico de 2 g / cm 3 y
30 m de diámetro se pueden esperar eficiencias típicas de remoción de un 10 % y de un 40 á un 90 % para las de
90 m, [56].
Las velocidades usuales de los gases en las cámaras de sedimentación van desde 0,3 m/s á 0,5 m/s, la
permanencia de los mismos en ellas es de 30 á 60 segundos, la pérdida de carga es de 5 á 15 mm de columna de
agua, por lo que puede bastar el tiro de una buena chimenea para vencerla, [4]. Los consumos típicos de energía son
del orden de 0,05 á 0,1 kWh / 1.000 m3, [56].
La limpieza de la cámara puede ser manual, por barrido, en cuyo caso el piso
es plano y el personal debe ingresar convenientemente protegido, o mecánico y,
entonces, el piso tiene pendiente hacia un tornillo transportador u otro elemento
adecuado para extraer el polvo, como tratamos de representar en la figura 3.
Las grandes ventajas de las cámaras de sedimentación son:
1) su simplicidad constructiva y de operación,
2) se pueden ejecutar en prácticamente cualquier material, incluso refractario o
antiácido, por lo que se pueden usar para gases muy calientes, corrosivos, Fig. 3. sistemas de limpieza.
etc.,
3) la pequeña pérdida de carga y consecuente poco consumo de energía para mover los gases.
Sus desventajas son:
1) bajísimo rendimiento para partículas pequeñas,
2) gran tamaño.
---o---

Ciclones.
Fundamentalmente consisten en separadores de partículas que se basan en la acción de la fuerza centrífuga
sobre las mismas. Para ello se dota a la vena fluida de un movimiento rotatorio, lográndose así la aparición de la
mencionada fuerza centrífuga sobre las partículas, que resultan movidas hacia las paredes del equipo y arrastradas
hacia la descarga por el propio gas en movimiento. Como ejemplo vemos en la figura 1 varios esquemas generales
de ciclones.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 11.

Fig. 1. Esquemas de ciclones.

Normalmente un ciclón consiste en un cilindro vertical continuado inferiormente por un cono, los gases a tratar
entran tangencialmente por la parte superior del cilindro, descienden describiendo un helicoide, pasan a la parte
cónica y al llegar al vértice de la misma forman otro helicoide, ahora ascendente interior al anterior, el cual mantiene
el sentido de giro, [12], para, finalmente, salir por el caño axial superior, como tratamos de representar en la figura
2. El polvo separado sale del ciclón por el vértice del cono.

Fig. 2. Esquema de la manera de trabajar de un ciclón.

Hay que resaltar que el cono es una parte del ciclón y no una tolva o depósito de polvo, por lo que se debe
asegurar la descarga continua del polvo mediante un sistema adecuado, teniendo en cuenta que la presión reinante en
ese punto es baja, incluso negativa, por lo que puede entrar aire exterior. Se suelen usar válvulas rotativas, dobles
válvulas con contrapeso, descarga a recipiente hermético, etc., excepcionalmente se puede usar una bolsa o re-
cipiente no rígido para recibir el polvo, cuando la presión en el vértice es mayor que la atmosférica. En la fig. 3
hemos tratado de representar una válvula rotativa y su principio de funcionamiento.

Fig. 3. Válvula rotati-

va para des-
carga de polvo.
.12 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Al rotar los gases en el gran helicoide descendente aparece sobre las partículas una fuerza centrífuga que las impulsa
hacia las paredes del aparato y el mismo gas, en su movimiento, las arrastra hacia el vértice del cono, por donde salen.
La fuerza de la gravedad ayuda en el proceso pero
no es imprescindible, [12] y [53]. Tanto es así que
existen ciclones que trabajan con su eje principal
horizontal, como el de la fig. 5, [19].
Fig. 5. Ciclón de entrada axial y descarga periférica
del polvo, [19].
Como vimos en la fig. 1 los ciclones pueden tener diferentes configuraciones, en esa figura sólo representamos algu
nas. Debe destacarse la de entrada axial, en la que se da a
los gases el movimiento rotativo mediante álabes al e
fecto, ésta forma se emplea en los multiciclones, en ellos
el gas a tratar entra en una cámara y se distribuye en los
ciclones individuales, entrando axialmente a cada uno de
los mismos, luego de atravesarlos, sale por los caños co-
rrespondientes hacia la cámara de salida, la tolva de re-
cepción del polvo es común a todos los ciclones. Estos
multiciclones tienen un grave problema para lograr la
distribución pareja del gas a tratar entre los diferentes ci-
clones, como la distribución resulta irregular el funcio-
namiento del conjunto no es satisfactorio. En la figura 4
hemos tratado de representar un corte por un sistema de
multiciclones, aclaremos que existen varias hileras como
las representadas, todas formando un mismo grupo, p. ej.
de 24 multiciclones, a razón de 4 de frente por 6 de fondo
en un mismo conjunto; así se han realizado instalaciones
de hasta 1.624 ciclones para una central térmica 300 MW,
[54].
Fig. 4. Multiciclón, [54].
Un ciclón eficiente puede alcanzar una eficiencia de remoción del orden del 50 % para partículas con un peso es-
pecífico de 2 g / cm3 y 5 á 8 m de diámetro , [56] y, salvo raras excepciones, no resulta suficiente para satisfacer las
necesidades reglamentarias de calidad de las emisiones, por ello, en el tratamiento de gases de escape se usan princi-
palmente como preseparadores, [4], p. ej. en la industria siderúrgica se los usa antes de precipitadores electrostáticos o
de lavadores, [56].
Si bien hay muchísimos trabajos sobre los ciclones, hasta 1.988,
no había una solución analítica completa que explicara su funcio-
namiento, hay si muchas fórmulas aproximadas que permiten es-
timar sus características principales, [28].
Una forma sencilla de calcularlos es mediante extrapolación
de las dimensiones de un modelo convenientemente ensayado.
Como ejemplo, en las figuras 6 ý 7 podemos encontrar las propor-
ciones típicas de un ciclón de alta eficiencia y su curva de eficiencia
en función del diámetro de las partículas, para un caudal de gas de
500 x D2 (m3/h), siendo D el diámetro de la parte cilíndrica, con una
caída de presión de 0,007 atm trabajando con aire á 20ºC, con una
velocidad lineal de 15,3 m/s, resultando un diámetro de corte de 2
m con polvo de 2 g/cm3 de densidad, [53].

Fig. 6. Proporciones típicas de un ciclón de alta eficiencia, [53].

 Gases de escape, su medición y tratamiento. 13.

Fig. 7. Curva de ensayo de un ciclón

con las proporciones dadas en
la figura 6, de 203 mm [8"] de
diámetro, con una velocidad
de 15,3 m/s [50 ft/sec] del aire
en la entrada, densidad del
sólido de 2 g / cm 3, en aire á
20 ºC , [53].

A los efectos del cálculo se fija una velocidad adecuada a la entrada, conocido el caudal a tratar, se calcula la
superficie S de la sección del conducto de entrada y, consecuentemente se calcula el diámetro D de la parte cilín-
drica del ciclón mediante la relación entre S ý D dada en la figura 6, aplicando luego los valores indicados en la
misma figura se calculan todas las demás dimensiones.
El cálculo se puede corregir para considerar cambios en la viscosidad del gas, en el régimen de trabajo, en la
granulometría y densidad del polvo, etc., [53] 2.
Cabe agregar que los Srs. Labahn y Kaminsky, [4], incluyen una tabla que da el caudal que pueden tratar los
ciclones, considerando una velocidad de los gases a la entrada de 20 m/s. De dicha tabla extraigamos los casos ex-
tremos y un valor central y comparémoslos con los que resultan de aplicar el método de cálculo explicado recién,
considerando que tratamos un caudal normal de gases:
Caudal Q (m3/minuto)
20 235 1800
Diámetro del ciclón según Labahn y Kaminsky (mm), [4] 400 1.200 3.500
Diámetro del ciclón calculado según las dimensiones indicadas por Stairmand (mm), [53] 407 1.400 3.870
P. ej. calculamos:
v 20 m / s 1. 200 m / min ; Q 20 m3 / min
m3
20
Q min
Se 0, 0166 m2 ; pero según la fig .6: Se 0, 5 D 0 , 2 D 0, 1 D 2
v m
1. 200
min
por lo tanto D 2 10 Se 10 0, 0166 0,166 m2 ý D 0,166 m2 0, 407 m 407 mm
Vemos que los valores son bastante similares.
Existen varias fórmulas para calcular la pérdida de presión en los ciclones, Labahn y Kaminsky, [4], fijan di-
rectamente una pérdida de carga de 150 mm de columna de agua para 750 mm de presión barométrica, 20 ºC de
temperatura y una velocidad de entrada de 20 m/s, para otras velocidades ve [m/s]de entrada y otros pesos especí-
ficos [kg/m3]del gas proponen para calcular la pérdida de presión p [mm de columna de agua] : p ve2 0, 4
El Ing. Alden, [5], admite su desconcierto ante el problema de la pérdida de carga en los ciclones, problema
que se agrava por los cambios que introducen los montadores, llevando a que máquinas idénticas tengan pérdidas de
carga muy diferentes, llegando a diferir en un factor 3,5 unos de otros, pese a ser instalados por el mismo proveedor
en la misma planta.
Los consumos típicos de energía son del orden de 0,3 á 0,5 kWh / 1.000 m 3, [56].
Resumiendo, las principales ventajas de los ciclones son:
1) su simplicidad constructiva;
2) la ausencia de partes móviles;
3) la facilidad para hacerlos prácticamente de cualquier material, desde los metales al plástico, pasando por
la cerámica y el hormigón armado o la obra de fábrica, con lo que se adaptan para trabajar casi en cual-
quier condición de temperatura, composición del gas, etc.
Como desventajas principales podemos mencionar:

2Según el trabajo de Stairmand C. J.; The Design and Performance of Cyclone Separators (Trans. Inst. Chem.
Engrs., Vol. 29 1.951), traducido por el Sr. Ing. Don Florencio E. Sánchez.
.14 Gases de escape, su medición y tratamiento.

1) la elevada pérdida de carga que está asociada directamente con la energía consumida por el sistema. Re-
cordemos que la potencia del motor de un ventilador que, con un rendimiento , mueve un caudal de Q
[m3/h] de aire venciendo una pérdida de carga total de H [mm de columna de agua] viene dada por
Q H 0, 736 Q H
N en CV ó N en kW
3. 600 75 3. 600 75
que para =0,55 ý H= 150 mm se transforman en
Q 0, 736 Q
N en CV ó N en kW
1. 000 1. 000
2) la poca eficiencia para remover partículas pequeñas.

---o---

en el trabajo de Stairmand C. J.; The Design and Performance of Cyclone Separators (Trans. Inst. Chem. Engrs.,
Vol. 29 1.951), traducido por el Sr. Ing. Don Florencio E. Sánchez,

Filtros.
Traducido del Capítulo 4 de:Staubabscheiden, Friedrich Löffler.
Georg Thieme Verlag. Stuttgart, 1.988.
Para la separación de partículas se emplean ampliamente los filtros en virtud de su amplio espectro de aplica-
ciones y de su capacidad de separación. Estas características también explican la gran porción del mercado que po-
seen.
Como materiales filtrantes se distinguen por una parte las capas de fibras, los fieltros y las telas, todos ellos
hechos con fibras, y por otra parte las capas granulares.
Según su construcción, su forma de acción y su campo de aplicación se pueden dividir en tres grupos:
-filtros profundos o de acumulación,
-filtros limpiables,
-filtros de capa de grava (lit. de capa de escombros/cascotes).
Los filtros profundos o de acumulación se emplean para la separación de partículas, cuando su concentración
en el aire es pequeña, del orden de algunos mg/m3. La limpieza del gas tiene lugar con velocidades de soplado rela-
tivamente grandes dentro de la capa de fibras. Luego de la saturación con polvo estos filtros, en la mayoría de los
casos, se tiran. Verdad es que en el caso de algunos tipos se practica una regeneración.
Los filtros limpiables se emplean ante todo para grandes concentraciones de polvo. En este caso, luego de un
tiempo corto, una torta filtrante formada sobre la superficie del filtro esencialmente se hace cargo de la separación.
Luego de alcanzar una determinada pérdida de presión, estos filtros son limpiados. El proceso de filtración se repite
periódicamente. El polvo separado puede ser recuperado.
Los filtros de capa de grava hasta ahora están menos difundidos que los filtros de mangas (filtros limpiables).
Preponderantemente los principales campos de aplicación se pueden encontrar en el desempolvado de gases calien-
tes, para la separación de polvos abrasivos y/o químicamente agresivos así como en caso de peligro de arder sin
llama o descender por debajo del punto de congelación.
1. Filtros de acumulación.
Una tarea importante en el amplio campo de la separación de polvo está representada hoy por la limpieza del
aire que se usa en las instalaciones de climatización o para ventilación forzada o inducida. Aquí se trata mayormente
de contaminaciones en forma de partículas sólidas o gotitas líquidas con concentraciones relativamente pequeñas
(orden de magnitud: algunos mg/m3). Aún estas pequeñas contaminaciones pueden ocasionar incomodidades (p. ej.
en instalaciones de climatización para salas de oficinas, viviendas, etc.), riesgos a la salud (p. ej. en quirófanos, en
los alrededores de instalaciones o fábricas farmacéuticas, químicas o radioactivas) o daños a las cosas y pérdidas de
producción ( grandes computadoras, "salas limpias").
Los grandes éxitos de la técnica espacial, p. ej. no serían pensables si la terminación y el montaje de los apa-
ratos de gobierno muy delicados no tuviesen lugar en salas con concentraciones de polvo muy pequeñas...
En tales casos, para la reducción de la concentración de polvo hasta el valor admisible son empleados prefe-
rentemente filtros de acumulación. Como fibras sirvieron de antiguo virutas metálicas y fibras naturales (lana, al-
godón, celulosa, amianto) los que son reemplazadas sin embargo, cada vez más, por fibra sintéticas (plásticos) y fi-
bras de vidrio.
Las capas de fibras son muy porosas, las porosidades superan el 90 %, a menudo aun el 99 %, esto es desde
menos del 1 hasta más del 10 % del volumen del "felpudo" está constituido por fibras. Las distancias medias de las
fibras ascienden, con ello, aproximadamente de 3 hasta 9 veces el diámetro de la fibra.
Los diámetros usuales de fibra se encuentran en el intervalo de aprox. 5 m hasta 50 m; para los mejores fil-
tros para materia suspendida que se venden actualmente para la separación de aerosoles de <0,1 m son usadas fi-
bras de 1 m de diámetro.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 15.

Para filtros de acumulación las velocidades de soplado se encuentran en el intervalo desde unos 1 cm/s hasta 3
m/s, en el caso de filtros para niebla de aceite también hasta 10 m/s.
La depuración del gas tiene lugar dentro de la capa de fibras que es atravesada, las partículas llegan a las su-
perficies de las fibras debido a diferentes efectos y allí son retenidas por fuerzas de adherencia. Por esto también
son llamados estos filtros: filtros profundos. Luego de la saturación con polvo de la capa de fibras, esto es luego de
alcanzar una pérdida de presión pretendida, por lo común el filtro es cambiado y tirado. Sólo pocos tipos son lim-
piados (lavados, soplados) y reutilizados...
Según otras fuentes:
En los filtros de acumulación comunes el material filtrante suele estar constituido por un papel de microfibras
de vidrio de, p. ej., 0,5 m de diámetro, plegado sobre separadores de hojas de aluminio corrugadas, formando un
paquete que se introduce en un marco, metálico o de madera, una junta elástica asegura una fijación estanca del
paquete filtrante al marco, por su parte, un burlete en el frente del marco busca un apoyo estanco del mismo sobre
un soporte, generalmente fijo en la instalación, [57], [58] y [59]. En la figura 1 hemos tratado de representar las
partes constitutivas de una filtro de acumulación, adaptado de [59], y elconjunto armado, adaptado de [57].

Fig. 1. Filtro de acumulación: partes y conjunto

armado, [57] y [59].

Volviendo al libro del Dr. Löffler.

2. Filtros de limpieza.
Por filtros de limpieza se entienden separadores filtrantes en los cuales el medio filtrante cargado con partícu-
las de polvo es regenerado periódicamente, esto es, es limpiado. En la mayoría de los casos el medio filtrante es
utilizado en forma de mangas o de bolsillos. Correspondientemente estos filtros también son llamados filtros de
mangas o de bolsillos.
En general los filtros de limpieza sirven para la separación de partículas en gases con grandes contenidos de
polvo, en el orden de magnitud de algunos g/m3. La separación de las partículas tiene lugar preponderantemente
sobre la superficie del medio filtrante; así se forma una torta de polvo. Esta torta de polvo representa la verdadera,
muy eficaz, capa filtrante, por lo cual a menudo se alcanzan eficiencias totales de separación superiores al 99,9%.
Por esto también frecuentemente se llama a los filtros de limpieza, filtros de superficie. Debido al crecimiento de la
capa de polvo sobre la superficie del filtro crece la pérdida de presión. Por ello los filtros son regenerados, es decir
limpiados, periódicamente.
Como medios filtrantes junto con los tejidos hoy son usados preponderantemente las telas no tejidas, llamadas
fieltros (Filze) y capas gruesas de fibras (Vliese),las que se parecen en su estructura a los filtros profundos. Sin em-
bargo la parte del volumen de las fibras es mucho mayor que en el caso de los filtros profundos.
En base a su buenas propiedades separadoras, los filtros de limpieza han encontrado una amplia difusión y son
empleados en muchos ámbitos del desempolvado industrial (p. ej. en la industria del cemento, la obtención de
metales, detrás de los hornos de vidrio especial o de plomo, industria de los alimentos, tecnología del carbón). Según
Dietrich la porción de los filtros de limpieza cubre aproximadamente un 50% del mercado. En vista de las exi-
gencias cada vez mayores, debido a imposiciones legales agravadas, se debe esperar que todavía crezca esta porción
del mercado. Los filtros de limpieza ganan terreno en otros campos de aplicación, p. ej. para el desempolvado de
instalaciones de calderas y de centrales termoeléctricas. Ellos jugarán en el futuro un importante papel, espe-
cialmente para la depuración de gases de combustión con ayuda de procesos de adsorción para la eliminación de
substancias dañinas gaseosas.
Pese a este alto estado de desarrollo de la técnica, que fue alcanzado en base a un desarrollo preponderante-
mente empírico, los filtros de limpieza son diseñados, aún hoy ampliamente, en base de la experiencia y la práctica.
Por el momento no existe ningún modelo de cálculo general que permita de antemano un dimensionamiento seguro
.16 Gases de escape, su medición y tratamiento.

de instalaciones de filtración. Lo no estacionario del modo de servicio del filtro de limpieza, así como el gran
número de magnitudes que influyen en el proceso, causan dificultades para el cálculo de modelos.
En general pueden nombrarse como magnitudes que influyen en el proceso:

las propiedades físicas y químicas del polvo:

concentración en el gas crudo, propiedades electrostáticas,
distribución de tamaños de las partículas, composición química,
densidad de la capa, comportamiento ante la aglomeración,
las propiedades físicas y químicas del gas portador:
corriente volumétrica, presión, humedad relativa,
temperatura, composición química,

las propiedades físicas del medio filtrante:

comportamiento a la dilatación, permeabilidad al aire,
presión de estallido, peso superficial, etc.
capacidad de retención de agua,
las propiedades químicas del medio filtrante,
la construcción del aparato y el modo del servicio:
manera de hacer la limpieza, forma del aparato,
entrada del gas crudo, forma de la manga,
carga de las superficies filtrantes.
El concurso funcional de todos estos factores es decisivo para el comportamiento en servicio, esto es la efi-
ciencia de separación y la pérdida de carga; de éstas resultan la emisión de polvo y los costos de inversión y de ser-
vicio.
En base a estas múltiples magnitudes que influyen en el proceso, hasta ahora sólo están explorados científi-
camente campos parciales....
3. Filtros de capa de grava.
Los filtros de capa de grava son separadores filtrantes en los cuales la corriente gaseosa cargada de polvo
atraviesa una capa granular y haciendo eso es limpiada.
En estos filtros, la capa de grava asume la función de un medio filtrante. Puede estar compuesta de materiales
de diferente clase y tamaño; frecuentemente es usada grava, arena, materiales cerámicos, carbón activado o también
cuerpos de relleno de diferentes formas (anillos, esferas, etc.).
Las posibilidades de empleo del filtro de capa de grava están determinadas muy esencialmente por las propie-
dades del material del lecho; son importantes la resistencia química y mecánica, la estabilidad frente a altas pre-
siones y altas temperaturas así como el comportamiento ante la regeneración de la grava.
Actualmente los filtros de grava son empleados preferentemente para tareas extraordinarias de desempolvado.
Frecuentemente se utilizan donde otros separadores (p. ej. filtros de mangas, precipitadores electroestáticos) en-
cuentran condiciones desfavorables o no son suficientes. Los campos de aplicación principal se encuentran prepon-
derantemente en el desempolvado de gases calientes, en la separación de polvos abrasivos, químicamente agresivos
y / o pegajosos así como en el riesgo de arder sin llama o descender por debajo del punto de congelación.
Los filtros de grava se emplean tanto como preseparadores como separadores finales. Hasta ahora se pueden
encontrar en algunos campos especiales de utilización en la industria, preferentemente en la industria de la cal y del
cemento para el desempolvado del gas de escape de los enfriadores de klinker, detrás del horno alto de cal, pero
también en la industria del acero y metalúrgica, en la industria de las piedras y las tierras y en la industria química.
En los EE.UU. de Norte América son empleados filtros de grava desde hace mucho con éxito para la limpieza del
aire de escape de instalaciones nucleares.
Nuevos y voluminosos trabajos de investigación en los EE.UU. de Norte América persiguen reforzar el obje-
tivo de emplear filtros de grava para la limpieza de gases calientes. Con ello la obtención de gases de combustión
libres de polvo directamente detrás de hornos de lecho fluido adquiere una gran importancia económica. Espe-
cialmente se piensa en la cogeneración (p. ej. turbina de gas).
Una posibilidad ulterior e interesante de empleo de los filtros de grava la ofrece la combinación de la separa-
ción de partículas con la absorción de substancias gaseosas dañinas. En las industrias cerámicas ya se emplean
exitosamente filtros de grava para la separación de compuestos del flúor. En base a las crecientes imposiciones le-
gales se debe esperar que a esta separación combinada de partículas sólidas y substancias dañinas gaseosas corres-
ponda una importancia creciente. Las primeras investigaciones para esto ya están siendo llevadas a cabo desde hace
algún tiempo.3

3N. del t.: ya existen equipos en el mercado, no olvidar que el libro es de 1.988.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 17.

Construcción y principio de funcionamiento.

La separación de las partículas sólidas sobre las partículas de grava puede tener lugar principalmente en:
- una capa de grava en reposo (lecho fijo);
- una capa de grava en movimiento (lecho movedizo);
- una capa soportada por la corriente de gas (lecho fluido).
Correspondientemente se puede diferenciar entre tres sistemas de filtros de grava diferentes.
La construcción de un filtro de lecho fijo está representada esquemáticamente en la figura 1. La corriente de
gases cargada con partículas de polvo viene por la entrada de gas crudo 1 al separador y a continuación es condu-
cida a través de la capa de grava cargada en cajas cribadas 2. Durante el pasaje a través de la capa porosa de grava
tiene lugar la separación de las partículas. Según la concentración de polvo y la porosidad de la capa de grava la
separación tiene lugar en el interior o sobre la superficie. Con concentraciones muy grandes en el gas crudo hasta
puede llegar a la formación de una torta de polvo. El gas depurado deja el separador por el canal 3 de gas limpio.
Las cajas de filtro 4, provistas con piso de criba, están ordenadas unas junto a otras en varias filas o también
unas sobre otras en las instalaciones de varias etapas, juntas forman una cámara de filtro. A menudo varias cámaras
filtrantes son conectadas en paralelo y, en conjunto, funcionan como una instalación de filtros. Esta construcción en
varias cámaras corresponde a las instalaciones de filtros de mangas o bien de bolsillos.
En base al almacenamiento, en la capa de grava, de las partículas separadas crece la pérdida de presión durante
la fase de filtración.
Luego de alcanzar una máxima pérdida de presión admisible deben ser limpiadas las capas de grava. Este
procedimiento se repite cada cierto período. Para la limpieza de la capa de grava antes era necesario interrumpir el
servicio de filtración y quitar la grava siempre del filtro. También hoy es necesario en muchos filtros de capa de
grava cortar el flujo de la corriente de gas crudo de la cámara de filtro a limpiar. Sin embargo la limpieza de la capa
de filtro tiene lugar preponderantemente dentro de la cámara de filtración con ayuda de aire de lavado en con-
tracorriente. El procedimiento de limpieza se favorece en general mediante un aflojamiento mecánico de la capa de
grava (p. ej. mediante rejas circulantes o sacudiendo las cajas de filtro). En estas formas constructivas deben existir
varias cámaras de filtro conectadas en paralelo para el mantenimiento de un servicio continuo de filtración, las que
vuelven al servicio después de regeneradas.
Junto a estas formas constructivas de servicio intermitente también hay filtros de capa de grava que trabajan
continuamente, en los cuales la capa de medio filtrante circula continuamente por la cámara de filtración. Durante el
servicio corriente se añaden continuamente nuevos granos de grava desde un depósito. El material consumido es
evacuado por el extremo inferior del separador. La regeneración de la capa de grava tiene lugar afuera del aparato.
En esta forma constructiva no es necesaria una construcción en varias cámaras con motivo de la limpieza. En la fi-
gura 2 se puede ver el esquema de uno de tales filtros.
Por principio también es posible la separación de partículas en una capa de partículas soportada por la corriente
de gas (lecho fluido). Ya hay repetidos estudios a escala laboratorio que llevan a cabo la separación de partículas
sólidas muy pequeñitas (x < 0,1 m) en un lecho fluido. Aún no se ha empleado industrialmente este procedimiento.

Figura 1.- Filtro de capa de grava, de lecho fijo

Fig. 2. Filtro de capa de grava, de
lecho móvil .
.18 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Algunas comparaciones entre sistemas de separación de partículas (en elaboración)

Fronhöfer, M.; Leibold, H. Abreinigungstechnik für Schwebstoffilter zur
Entstaubung großer Volumenströme bei hohen Staubkonzentrationen.
Forschungsentrum Karlsruhe GmbH., 1.995.

Fig. 2.1: Filtros regenerables: filtros de mangas, de cartuchos y de cajitas 4

(esquemático).

Fig. 2.3: Comparación de

eficiencias de separación
de filtros regenerables.

Rents, Otto; et al.

Emission Control at Stationary Sources in the Federal Republic of Germany.
Vol. II Heavy Metal Emission Control.
Umweltbundesamt, Berlin, Enero de 1.998.
En lo que sigue las inversiones están indicadas en marcos alemanes (DM), de
diferentes años.
Precipitador electrostático:
Caudal Inversión Inv./Caudal Año
60000 1100000 18,3333333 1986
50000 1300000 26 1.991

4 Kassettenfilter.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 19.

Consumo de
Consumo Mantenimiento y Consumo de aire
Equipo agua de
de energía reparaciones comprimido
rociado
kWh/1.000 DM / año•1.000m3 /h m3 (N) / h por cada
m3 (1.990) ( 3 á 6 bares) 1.000m3 / h
Filtro de mangas 0,4 á 0,7 100 á 200 3á7
Precipitador
0,1 á 0,6 10 á 50 ---
electrostático seco
Precipitador
electrostático 0,1 á 0,6 10 á 50 100 á 200 l/h
húmedo
Lavadores por
0,3 á 3
rociado
Lavadores Venturi 5 á 15
Lavadores por
5 á 15
rotación
Cámaras de
0,05 á 0,1
sedimentación
Ciclones 0,3 á 0,5
Filtro de mangas:

Caudal Inversión Inv./Caudal año

15.000 800.000 53,3333333 1993
24.000 2.413.000 100,541667 1987
60.000 4.000.000 66,6666667 1985
63.300 3.576.000 56,492891 1985
64.000 1.506.000 23,53125 1989
118.000 1.190.000 10,0847458 1985
200.000 3.200.000 16 1985
250.000 9.664.000 38,656 1993
281.000 4.707.000 16,7508897 1993
350.000 3.523.000 10,0657143 1986
.20 Gases de escape, su medición y tratamiento.

---o---
Filtros de telas (en particular: de mangas).
Introducción
Consisten fundamentalmente en interponer una tela en el flujo del gas de escape cargado de polvo. Al atravesar la
tela, originalmente limpia, el gas va dejando retenido el polvo, en un primer momento, sobre la superficie de la
misma y, luego, sobre la capa que se va formando, a medida que pasa el tiempo, por el mismo material que va
siendo retenido.
En este proceso intervienen todos los principios físicos que explican la interacción entre las partículas arrastradas por un
gas y un obstáculo. P. ej. la trayectoria ideal de la partícula es tal que la distancia del centro de la misma al obstáculo
es igual al radio de la partícula y ésta queda atrapada por intercepción directa (1), en otros casos la inercia de la
partícula hace que ésta se aleje de la trayectoria media del gas y entonces es separada por impactación inercial (2),
si la partícula es muy pequeña tiene un movimiento zigzagueante (movimiento browniano), como consecuencia del
bombardeo de las moléculas del gas y, aunque su trayectoria media puede coincidir con la del gas y, eventualmente, no
interceptar al obstáculo, en la realidad la trayectoria se aleja de ésta y la partícula puede chocar con
tra el obstáculo (3), si la partícula tiene de-
terminada carga eléctrica y el obstáculo la
tiene de signo contrario se atraerán mutua-
mente pudiendo llegar a chocar (4) y, final-
mente, la partícula puede quedar retenida
por ser mayor que el agujero de la tela, se lo
puede llamar efecto tamiz (5). En nuestro
caso el obstáculo serán los hilos de la tela.
En la figura 1 hemos tratado de representar
lo explicado y a ella se refieren los números
entre paréntesis.

Fig. 1. De como se forma la torta en el

filtro de mangas.

A medida que crece la torta de filtración también lo hacen la eficiencia del filtro de mangas y la pérdida de carga.
Llega un momento que la pérdida de carga es tal que no puede ser vencida por el ventilador sin un descenso tal del
caudal que hace inoperante a la instalación de ventilación, obligando a la limpieza del filtro. En la figura 2 tratamos
de esquematizar las relaciones entre la pérdida de carga y la eficiencia de filtración con el tiempo de filtración, [28].

Fig. 2. Pérdida de carga y concentración de partículas en el gas tratado, en función del tiempo de filtración, [28].
Esto obliga a limpiar periódicamente la tela filtrante, para
ello existen varios sistemas, muy relacionados con la
tecnología constructiva de la máquina.
A los filtros de telas se los puede clasificar, según la
forma que se le dé a la tela en:
1. filtros de mangas, en los que la tela forma un
cilindro con un extremo cerrado,
2. filtros de sobres o bolsillos, con la tela formando
un prisma rectangular, con un extremo cerrado, [56].
Como tratamos de representar en la figura 3.
Por simplicidad, en lo que sigue nos referiremos a los
Fig. 3. formas comúnmente dada a la tela.
los filtros de mangas en particular, entendiendo que gran parte de lo que se diga vale también para los de bolsillos.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 21.

En cuanto al flujo del gas a limpiar, puede ser desde el interior al exterior de la manga, con lo que el polvo queda
retenido en el interior de la manga, o a la inversa, fluir del exterior al interior, quedando el polvo en el exterior de la
manga. En las figuras 4 y 5 hemos tratado de representar dichos sistemas.

Fig. 4. El gas a tratar atraviesa la manga de adentro Fig. 5. El gas a tratar atraviesa la manga de afuera
hacia afuera, el polvo queda retenido en el interior hacia adentro, el polvo queda retenido en el exterior
de la manga. de la manga.
Por otra parte, de acuerdo con el sistema de limpieza se pueden distinguir, [56]:
1. aire de limpieza a presión atmosférica o próxima a ella, y pueden ser:
1.1. limpieza por sacudidas,
1.2. limpieza por flujo inverso,
2. limpieza mediante aire comprimido, distiguiéndose, a su vez:
2.1. limpieza ultrasónica,
2.2. limpieza por chorro pulsante.
Causas de pérdidas de eficiencia.
Las partículas pueden atravesar el filtro por diversas causas, [28]:
1) por pasaje directo, en particular:
a. al comienzo, con el filtro limpio, atraviesan la tela,
b. por fallas en el medio filtrante;
2) pasaje a través de agujeritos en la capa filtrante, en especial en el caso de tejidos, de fallas estructurales y de
grandes diferencias de presión. Este fenómeno es importante cuando se trabaja con grandes cargas superficiales, p.
ej. mayores que 110 m3/m2 h, y muy frecuente si se superan los 170 m3/m2 h.
3) arrastre de partículas ya atrapadas, especialmente durante la limpieza del filtro.
Otras causas de pérdida de rendimiento son, [41]:
1) deterioro de la tela,
2) tela demasiado porosa,
3) faltas de estanqueidad en el piso de las cabinas de las mangas, es decir el techo de la tolva, o bien en las uniones
entre las mangas y sus bocas de conexión.
Filtros de limpieza por sacudidas.
Normalmente los sistemas de limpieza por sacudidas se usan con filtros en los que el gas a tratar fluye del interior al
exterior de las mangas, en cambio todos los otros se suelen emplear con flujo de gas a tratar desde el exterior al
interior de las mangas, en particular los sistemas de limpieza con aire comprimido. Como veremos luego, durante la
etapa de limpieza se invierte el flujo de aire a través de las mangas.
Empecemos describiendo una máquina muy sencilla con limpieza por sacudidas, como podemos ver en la figura 6.,
nos encontramos con una tolva, metálica en general, en la que descarga el ventilador que aspira desde la fuente los
gases contaminados, por lo que el filtro trabajará a una presión mayor que la atmosférica. En la placa superior, que
cierra la tolva, hay orificios y en cada uno de ellos una embocadura metálica a la que se fija el extremo inferior de un
cilindro de tela, la manga filtrante, la fijación se hace con un cinturón, no conviene usar alambres pues cortan la tela,
el extremo superior de la manga se puede cerrar por costuras, doblar y asegurar a una percha de soporte o bien fijar,
por otro cinturón, a una tapa, como tratamos de representar en la figura 7; en cualesquiera de las dos soluciones el
extremo superior se cuelga de una estructura al efecto. El orificio inferior de la tolva, que servirá para la descarga
del polvo que se separará del gas ya tratado, se puede cerrar por una bolsa.
Como vemos en la figura 8, a la izquierda, durante el funcionamiento del filtro el gas cargado con polvo entra
lateralmente en la tolva, las partículas más groseras caen en la misma, las finas son llevadas por la corriente y
penetran en las mangas de tela, en cuya superficie interior queda retenidas, mientras el aire pasa por los poros de la
tela y de los intersticios de la torta que se va formando.
.22 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Fig. 6. Un filtro de mangas muy sencillo, sus partes.

Para la limpieza de las mangas, en una máquina tan sencilla como ésta, Fig. 7. Posibles terminaciones del extremo
se debe detener el ventilador y se golpean las mangas con un superior de la manga.
elemento al efecto, p. ej. un palo, el polvo cae a la tolva y es reco-
gido por la bolsa, que periódicamente se debe cambiar. Es lo que tra-
tamos de representar en la parte derecha de la figura 8. Terminada la
limpieza se puede volver a poner en marcha el ventilador.
Se puede mejorar el filtro de mangas dotándolo de un sistema
vibratorio que, al agitar el extremo superior de las mangas, las
limpie, en lugar del palo; pero sigue requiriendo detener el equipo.
En casos de necesidad se puede encerrar el conjunto de mangas en una
cabina , que incluso puede trabajar deprimida, para evitar la salida de
gases, p. ej. en el caso que después del desempolvado se continúe con un
tratamiento para remover contaminantes aeriformes.
Una manera de evitar la necesidad de detener el sistema durante la
limpieza es encerrando las mangas en cámaras separadas, de tal
manera que mientras una cámara está en limpieza las demás están en
filtración. Trataremos de explicarlo valiéndonos de las figuras 9 á 11.
En la figura 9 representamos las partes principales de un filtro de Fig. 8. Un filtro de mangas muy sencillo, su
mangas dividido en cámaras, para funcionamiento continuo. operación.
Notas a la figura 9:
1. conducto de entrada de los gases a tratar,
2. rendija por la que los gases a tratar entran al equipo propiamente
dicho,
3. tolva inferior,
4. bocas de conexión de las mangas, colocadas en el techo de la
tolva, a razón de una por manga,
5. techo de la tolva,
6. manga de tela,
7. cierre superior y soporte de las mangas, no se representó la
estructura de soporte en sí, sino la parte correspondiente a una sola
manga,
8. cámara anterior,
9. cámara posterior,
10. orificios de conexión con la atmósfera, no se representaron las
válvulas que los obturan,
11. orificios de salida de los gases tratados, no se representaron las
válvulas que los obturan,
12. conducto de aspiración de los gases tratados,
13. ventilador, Fig. 9. Filtro de mangas de funcionamiento
14. sistema de manejo del polvo recogido, continuo.
15. tabique que separa las cámaras 8 ý 9.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 23.

Los gases a tratar llegan por el conducto 1, aspirados por el

ventilador 13.
Entran al equipo por las ranuras 2, que los distribuyen a lo largo de
la tolva inferior, confiriéndoles un movimiento descendente,
logrando así que las partículas más groseras se separen por
gravedad.
Luego pasan por los orificios 4 a las mangas de tela 6, cuyo extremo
superior 7, convenientemente cerrado, cuelga de una estructura
normalmente fija durante la filtración, pero capaz de vibrar durante
la limpieza, para facilitarla. El polvo queda en el interior de las
mangas y los gases, ya filtrados, pasan por los orificios 11, cuyas
válvulas están abiertas, al conducto 12, del que los aspira el
ventilador 13 para conducirlos a la chimenea o a un tratamiento
posterior, p. ej., para quitarle gases o vapores contaminantes.
Los orificios 10, que conectan directamente las cámaras con la
atmósfera, tendrán las respectivas válvulas cerradas.
La tolva 3, tiene como objetivos principales: a) lograr una distribución Fig. 10. Filtro de mangas de funcionamiento
uniforme de los gases a tratar entre las diferentes mangas, b) re continuo, período de filtración.
cibir el polvo grosero que se separa por gravedad de los gases a tratar, c) recoger el polvo que se desprende de las
mangas durante su limpieza, d) permitir un manejo y extracción adecuado de todos los polvos recogidos; esto últi-
mo, en el caso de las figuras, se logra mediante el sistema 14 de tornillo sin fin y boca embolsadora, pero existen
otras formas de hacerlo.En la figura 10 tratamos de representar a este tipo de filtro de mangas durante la filtración,
según lo que acabamos de describir. Para la limpieza de las mangas se saca de servicio una de las cámaras y se
agitan las mangas contenidas en la misma.
Refiriéndonos a la figura 9, para sacar una cámara de servicio se
cierra la válvula del orificio 11, que la conecta con el conducto
12 de aspiración, y se abre la válvula del orificio 10, que la
vincula con la atmósfera.
Supongamos que vamos a limpiar las mangas de la cámara
posterior, es decir la 9, entonces penetrará el aire atmosférico
por el respectivo orificio 10, atravesará la tela de las mangas de
afuera hacia adentro, pasará a la tolva 3, por los orificios 4, allí
dejará gran parte del polvo, que se habrá aglomerado al quedar
retenido en las mangas durante el período de filtración.
El aire y el polvo más fino pasarán, por las rendijas 2 al
conducto 1 de entrada de los gases, y por él ingresarán, atrave-
sando las correspondientes rendijas 2, a la cámara anterior, que
está en el período de filtración y por ende a menor presión que la
atmosférica, consecuentemente a menor presión que la cámara
en limpieza. Entonces en la cámara en filtración no sólo quedará
Fig. 11. Filtro de mangas de funcionamiento
retenido el polvo de los gases a tratar sino también aquel
continuo, período de limpieza.
que,desprendido de las mangas en limpieza, no se ha sedimentado.
Esto es lo que tratamos de representar en la figura 11.
La limpieza tiene lugar por el aire que entra a las mangas y por el sacudimiento de las misma, producida por la
vibración de su extremo superior, que se puede hacer con una frecuencia de unos 4 Hz y una amplitud de unos 5 á 8
cm, [16].
Concluida la limpieza de una cámara se la vuelve a poner en operación y se puede pasar a limpiar la otra.
Ciertos fabricantes de filtros colocan un período de reposo antes y otro después de la limpieza, en él se cierran tanto
la válvula que va a la atmósfera como la que va a la aspiración, es decir las que obstruyen a los orificios 10 ý 11; de
esta forma no circula aire por la cámara a limpiar, o recién limpiada, permitiendo que el polvo sedimente en la tolva.
La misma empresa, para equipos muy grandes inyecta aire de limpieza a presión por los orificios 10, que en nuestro
esquema de la figura 9 conectamos a la atmósfera, [63].
Se puede dividir el filtro en múltiples cámaras, con lo que la proporción de mangas en limpieza se achica con
respecto al total. No obstante este sistema de limpieza requiere un sobredimensionamiento de la máquina, ya que
una parte importante de mangas está limpiándose, por lo que no está filtrando. Para tratar de reducir este sobredi-
mensionamiento se han diseñado los filtros con limpieza por chorro de aire comprimido que describiremos luego.
Veamos ahora algunos detalles técnicos que pueden ser de interés.
En los filtros de limpieza por sacudidas o golpeteo, el sistema que hace oscilar el extremo superior de las mangas
durante su limpieza se mueve con una frecuencia de 8 á 10 vueltas por minuto y una amplitud de unos 50 mm, el período
de limpieza duraría aprox. 1 minuto, [41]. Según otros autores, [16], la frecuencia de los golpes puede ser de 4 Hz,
con una amplitud de media onda de 50 a 80 mm, como vimos antes.
En cuanto a las mediciones de presión en un filtro de mangas podemos hacer la figura 12, y dar los siguientes
.24 Gases de escape, su medición y tratamiento.

valores, [41]:
H1 es la presión medida inmediatamente antes del filtro,
representa la pérdida de carga de la instalación hasta el
filtro de mangas, depende de cada caso y, en general
varía entre -30 ý -100 mm de columna de agua ó más,
según lo que haya instalado, si se agrega un ciclón antes
del filtro de mangas se debe sumar la correspondiente
pérdida de carga, que suele ser del orden de 100 mm
col. agua.
H2 es la presión medida en la cámara del filtro, medida
del lado del aire limpio, suele ser del orden de -80 hasta
-180 mm col. agua, o más, dependiendo de H1
H3 es la presión medida en el conducto de aspiración del
ventilador, suele ser de -100 á -200 mm col. agua, o
más, según la instalación que preceda al filtro. Fig. 12. Presiones en una instalación de filtro de
H4 es la presión en el conducto de descarga del mangas. Según[41], modificado.
ventilador, es del orden de +5 á +12 mm col. agua.
H2 - H1 representa la resistencia ofrecida por las mangas, suele ser del orden de 50 á 100 mm col. agua, otros
autores, [16], la hacen alcanzar 250 mm col agua. Depende de:
1) si el filtro está sobrecargado;
2) si las mangas son muy gruesas o están tapadas por la condensación;
3) las mangas no han sido limpiadas suficientemente;
4) si no cierra bien la válvula (1) que conecta con el canal de aspiración o bien la descarga del polvo (2).
H4 - H3 es la presión estática del ventilador.
Filtros con limpieza por aire comprimido
En estos filtros, cuyo esquema podemos ver en la figura 13, el gas cargado con polvo atraviesa las mangas de afuera
hacia adentro, a la inversa de los que vimos recién. El polvo queda depositado en el exterior de las mangas y para su
limpieza se inyecta un chorro de aire comprimido dentro de cada manga, con lo cual el aire de limpieza atraviesa la
manga de adentro hacia afuera, desprendiendo el polvo , que cae en la tolva, siendo, a su vez, filtrado en las mangas
vecinas que están en la fase de filtración.
Para evitar que durante la etapa de filtración las mangas colapsen e, incluso, obturen totalmente el sistema, cada una
tiene en su interior una armazón metálica, como una suerte de "jaula", en cuya parte superior suele ir una tobera, para
mejorar el efecto del soplado de limpieza. A la izquierda de la figura 13 hemos representado una de tales "jaulas".
Las mangas de la parte izquierda de la figura 13 están en limpieza, las restantes, en filtración. La limpieza se hace
por hilera de mangas, para lo cual se abre una válvula en el extremo del correspondiente caño de aire comprimido,
concluido el período de limpieza de una hilera de mangas se cierra la correspondiente válvula de aire comprimido y
se abre la del caño siguiente, y así siguiendo.
En la figura 14 representamos un esquema de las mangas en filtración y en limpieza, [28].

Fig. 14.Esquema de las mangas en

filtración (derecha) y en limpieza
Fig. 13. Filtro de mangas de limpieza por chorro de aire. (izquierda), [28].
La ventaja de este tipo de filtros, frente a los de limpieza convencional, radica en que no se necesita una superficie en
limpieza tan grande, sobre todo en máquinas medianas y pequeñas. Su desventaja principal radica en la necesidad de
contar con aire comprimido.
Hasta donde sabemos existen dos tipos fundamentales de estos filtros, en lo que hace a la manera de cambiarles las
mangas. En uno de ellos se levanta la cubierta superior y los tubos de aire comprimido y se extraen las jaulas y
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 25.

mangas desde arriba, de esta forma se accede más o menos fácilmente a cualquier manga. En el otro tipo el cambio se hace
desde abajo, el operario debe entrar en la cámara de las mangas y quitarlas desde abajo, una por una hasta llegar a la que
desea cambiar, es un trabajo engorroso, lento y antihigiénico. Consideramos muy superior el otro modelo
En los filtros de limpieza ultrasónica, el chorro de aire comprimido se sopla al interior de cada manga a través de un
venturi o de una tobera toroidal, con lo que se induce una corriente secundaria de aire; la proporción de aire
comprimido primario a corriente secundaria es de 1:2 á 1:3 para los venturis y de 1:4 á 1:8 en los de tobera toroidal;
el aire secundario puede inducirse en una o dos etapas, [56]. En las figuras 15 á 18, a partir de [28] y [62], hemos
tratado de representar el detalle de la inyección de aire de limpieza para distintos métodos de limpieza ultrasónica.

Fig. 16. limpieza con aire comprimido soplado a tra-

vés de un venturi al ras de la placa separadora de
Fig. 15 limpieza con aire comprimido soplado a tra-
cámaras, aire secundario inducido en una etapa.
vés de un venturi que sobresale de la placa
separadora de cámaras, aire secundario inducido en
una etapa.

Fig. 17 limpieza con aire comprimido soplado a

través de una tobera toroidal, aire secundario
inducido en una etapa.

Fig. 18 limpieza con aire comprimido soplado a

través de una tobera toroidal, aire secundario
inducido en dos etapas.
En casos que usan venturis, las válvulas de membrana que gobiernan la descarga del aire comprimido se abren
durante una fracción de segundo, lo que produce una onda de presión dentro del conducto de aire comprimido, el
cual sale por las boquillas a velocidad ultrasónica, este "aire primario" pasa a la cámara de aire limpio y se expande
.26 Gases de escape, su medición y tratamiento.

en el venturi, arrastrando, en el trayecto, aire limpio, "aire secundario", ambas corrientes se mezclan y comprimen al
pasar por el venturi, al mismo tiempo hay intercambio de calor entre las mismas. A la salida del venturi se produce
una onda de presión que desciende por la manga, choca con una puntera metálica colocada al efecto en el fondo de
la misma y retorna hacia arriba; de esta forma no sólo se sopla el polvo depositado sino también se deforma
bruscamente la tela, al pasar de tener una sección en forma de estrella, cuando está filtrando, a otra circular, durante
la limpieza, como ya vimos en la figura 14; ayudando al desprendimiento del polvo, [62].
Tanto la duración del soplado como los intervalos entre soplados, es decir entre limpieza y limpieza, son función de
las condiciones de servicio, [64], entre otras de la cantidad y tipo de polvo, de la granulometría y forma del mismo y
del campo de aplicación del filtro, [62]. P. ej. la duración del soplado puede variar entre 0,1 ý 1 segundo, mientras
que los intervalos entre limpiezas lo pueden hacer entre 7 y 70 segundos, [64]. Las válvulas de membrana que
gobiernan la descarga del aire comprimido están comandadas manual o automáticamente; pudiéndose ajustar las
condiciones mencionadas de soplado de manera que la limpieza se haga a intervalos regulares, o bien ante una caída
fijada de presión en las mangas, con lo que se lograría un consumo menor de aire comprimido, particularmente
cuando varía la concentración de polvo en el gas a tratar, [65].
El aire comprimido debe ser seco y carente de aceite, para evitar el deterioro de las mangas. El consumo de aire
comprimido es del orden de 0,05 á 0,15 m3 normales/ m2 de superficie de tela, con una presión de 5 á 6 bares; lográn-
dose así tener una pérdida de carga total de los gases de escape al atravesar el filtro de mangas de 80 á 200 daPa, [64].
Los filtros de limpieza por chorro pulsante se diferencian, básicamente, de los anteriores en que no hay inducción de
aire secundario durante la inyección del aire comprimido de limpieza, [56].
Medios filtrantes.
Un aspecto importantísimo a tener en cuenta es el del medio filtrante. Se usan telas tejidas y no tejidas, de fibras
naturales o sintéticas, inclusive de materiales especiales, como telas entretejidas con fibras metálicas conductoras de
la electricidad, para evitar las carga electrostática.
Una tela ideal sería aquella que, [41]:
1) sea dimensional y químicamente estable,
2) resista a altas temperaturas,
3) tenga una resistencia a la tracción y a la flexión similares a las de la tela de algodón a la temperatura ambiente,
para que resista las sacudidas durante la limpieza,
4) permeabilidad óptima a los gases con la máxima retención posible de partículas finas.
El algodón es barato, es un buen medio filtrante gracias a la irregularidad superficial de sus fibras. Resiste
temperaturas hasta unos 80 ó 90 ºC, tiene menor resistencia a los ácidos que a los álcalis, [41].
La lana es muy buen medio filtrante en lo que se refiere a su capacidad de retención de polvo, la superficie escamosa
de sus fibras logra dar a la tela características de fieltro y, con ello, le confiere sus propiedades retentivas de polvo.
Resiste temperaturas hasta unos 100 ºC. Soporta bien a los ácidos débiles a bajas temperaturas, pero tiene escasa
resistencia a los álcalis, [41].
Tanto la lana como el algodón sufren la acción biológica de bacterias e insectos, salvo que se los someta a tra-
tamientos especiales.
También se usan medios filtrantes de PVC, Nylon, Teflon, etc. Los materiales filtrantes más modernos, con
tratamientos especiales, admiten temperaturas de trabajo de 230 ºC, con picos de 260 ºC, y de contacto de hasta
3.000 ºC, además tienen un resistencia química incrementada y una reducción de la caga electrostática, [60].
La firma BWF Textil GmbH, [66], da la información que tradujimos como tabla 1:
Tipo de fibra Temperatura Designación Estabilidad
permanente /(pico) BWF hidrólisis ácidos álcalis oxidantes
Cloruro de polivinilo 75 ºC /(80 ºC) PVC 1 1 1 2
Polipropileno 90 ºC /(100 ºC) PP 1 1 1 4
Olefinas resistentes a altas temperaturas 125 ºC /(130 ºC) RO 1 1 1 4
Poliamida 110 ºC /(115 ºC) PA 4 3 2 3
Copolímero de poliacrilonitrilo (PAN) 110 ºC /(115 ºC) AC 2 3 3 2
Homopolímero de poliacrilonitrilo (PAN) 125 ºC /(140 ºC) DT 2 2 3 2
Poliester 150 ºC /(150 ºC) PE 4 3 4 2
m-Aramida 180 ºC /(220 ºC) NO , NX 3 3 3 2
Sulfuro de polifenilo 190 ºC /(200 ºC) RY 1 1 1 3
Polimida 240 ºC /(260 ºC) PI 2 2 3 2
Politetrafluoretileno 250 ºC /(280 ºC) TF 1 1 1 1
donde: 1 = excelente 2 = bueno 3 = limitada 4 = mala
Tabla 1. Características de diferentes materiales filtrantes, [66].

Según información técnica de las empresas Intensiv -Filter GmbH & Co. KG y Steinhaus GmbH construimos la
tabla 2.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 27.

Estabilidad Resistencia a la
Tipo de fibra y Designación 1: muy apropiado, 2: apropiado, temperatura, en Absorción
sigla: comercial 3: suficientemente apropiado, 4: no apropiado ºC * de hume-
ante: dad
soluciones ataque bio-
ácidos álcalis orgánicas lógico seco húmedo %
natural lana 1 4 1 4 95 90 14 - 16,5
algodón 4 1 2 3 90 80 7 - 8,5
poliamida perlon 4 1 2 1 100 100 4
nylon 4 1 3 1 120 120 4 - 4,5
aramida nomex (*) 1 1 2 2 210 180 2,5 - 3
conex 1 1 2 2 210 180 2,5 - 3
polipropileno, PP meraklon/ 1 2 3 2 100 90 0,04
herculon
poliester, PE5q trevira/dacr 1 3 1 1 150 100 0,4
on
diolen 1 3 1 1 150 100 0,4
poliacrilonitrilo, dolanit / ri- 1 3 1 1 140 140 1
PAN cem
orlon 1 3 1 1 130 130 1-2
polifenilensul- ryton 1 1 1 1 180 180 0,6
furo, PPS, RY
teijin 1 1 1 1 180 180 0,6
politetrafluoreti- teflon 1 1 1 1 260 260 0
leno, PTFE, TF
toyoflon 1 1 1 1 260 260 0
rastex 1 1 1 1 260 260 0
polimida, PI P 84 1 3 1 1 260 195 3
vidrio gevetex 2 3 2 3 260 260 0,3
(*) una poliamida según Intensiv Filter.
Tabla 2. Características de diferentes materiales filtrantes, [41] y [42].
Por su parte la empresa Filzfabrik Fulda GmbH & Co, en base a la norma DIN 60001 y otras publicaciones, propone
la siguiente tabla 3:
Polipropileno Poliester Homopolí- Aramida Sulfuro de Polimidas
Fibra
meros acríli- polifenileno
cos
Sigla PP PES PAN AR PPS PI
Resistencia a temperatura permanente
calor seco 80 ºC 150 ºC 125 ºC 200 ºC 180 ºC 260 ºC
calor húmedo 80 ºC 94 ºC 125 ºC 170 ºC 180 ºC 195 ºC
Resistencia a picos de temperatura
calor seco 100 ºC 160 ºC 140 ºC 230 ºC 230 ºC 300 ºC
Mantiene la combustión si si si no no no
Resistencia a los álcalis excelente regular regular buena excelente regular
Resistencia a los ácidos minerales excelente regular muy buena regular excelente muy buena
Resistencia a los ácidos orgánicos excelente regular exc regular excelente muy buena
Resistencia a los oxidantes buena buena bue mala regular muy buena
Resistencia a los solventes orgánicos excelente buena muy buena muy buena excelente excelente
Tabla 3. Características de diferentes materiales filtrantes, [61].
Como regla general se sostiene, [66], que la tela debe ser tanto más pesada y gruesa ,cuanto más eficaz sea el
sistema para su limpieza, así se puede construir la siguiente tabla 4:
Sistema de limpieza de la tela peso (g/m2) permeabilidad al aire (l/dm2 @ 200 Pa)
Sacudidas periódicas / golpeteo 300 - 350 400 - 600
Sacudidas y limpieza a baja presión 350 - 450 250 - 400
Mera limpieza a baja presión 400 - 500 150 - 350
limpieza por chorro pulsante 500 - 650 50 - 150
Tabla 4. Características de los materiales filtrantes en función del sistema de limpieza de los mismos, [66].
.28 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Cálculo del filtro de mangas.

Para el cálculo de la superficie de tela necesaria se usa el concepto de carga superficial:
caudal de gas
m3
h

CS
m2 
superficie de tela
 
El valor de la carga superficial depende del tipo de tela y del polvo a separar, p. ej. las normas de la Asociación de
Ingenieros Alemanes (VDI-Richtlinien) recomiendan los valores de la siguiente tabla 5:
polvo carga superficial (m3/m2·hora)
de madera 120 - 180
de papel 150 - 220
de amolado de metales 80 - 120
de piedra 80 - 120
humos metálicos 60 - 80
Tabla 5. Ejemplos de valores de cargas superficiales, (VDI-Richtlinien).
Labahn y Kaminsky, [4], recomiendan 80 á 100 m 3/m2·hora para el polvo de cemento y 125 m3/m2·hora para el
polvo de carbón.
Personalmente hemos obtenido muy buen rendimiento para filtrar humos metálicos trabajando con una loneta de
algodón y una carga de unos 55 m3/m2·hora.
El Prof. Dr. Friedrich Löffler,[28], reúne una larga lista de cargas superficiales, para limpieza por chorro de aire
comprimido, desde unos 66 - 90 m3/m2·hora para polvo de ferrosilicio o de cloruro o sulfato de potasio, hasta 252 á
324 m3/m2·horapara la aspiración de la limpieza del trigo; aunque la mayoría de los valores están entre 120 ý 200
m3/m2·hora.
El mismo autor propone ocho factores de corrección para pasar de la carga superficial básica, según las tablas, a la
carga efectiva. Estos factores tienen en cuenta el tipo de sistema de limpieza y la forma del elemento filtrante
(manga, bolsillo), las propiedades del polvo y las condiciones del servicio.
En filtros de limpieza por sacudidas y corriente invertida multiplica las cargas tabuladas por An=0,65 si es filtro de
mangas y por An=0,45 si es de bolsillos, por An=1 si es de limpieza por chorro y con tubo venturi hasta por An=1,5
si son mangas individuales limpiadas por chorro sin tubo venturi. Si el polvo proviene de hornos, secadores por
pulverización, etc. se debe multiplicar la carga por B=0,8 o hasta por B=1 en las instalaciones para movimiento de
materiales a granel. Si el tamaño de las partículas supera los 100 m se multiplica la carga por C=1,2 y si es inferior
a 2 m por C=0,7. Si la concentración del polvo en el gas aumenta disminuye el factor por el que hay que
multiplicar la carga, así para concentraciones de unos 20 g/m3 se multiplica por D=1,2 pero para 220 g/m3 se
multiplica por D=0,8. Si la temperatura es de 160 ºC se multiplica por E=0,69 pero si es de 60 ºC el factor vale E=1.
Al disminuir la densidad de la capa de polvo retenido en la tela disminuye el factor, que va desde F=1 para
densidades de más de 0,6 g/cm3 hasta F=0,5 á F=0,8 para densidades menores a 0,2 g/cm 3. Según la corriente de
soplado, si son menores de 1,4 m2/minuto el factor es G=1, pero si alcanza a 4,2 m2/minuto llega a G=0,65. En
climas muy húmedos y con polvos higroscópicos o de la industria de los alimentos el factor vale H=0,8.
Resulta la siguiente relación: CS = CStabulada An·B·C·D·E·F·G·H
Junto a los coeficientes dados existen también se puede pensar en otros factores para considerar p. ej. propiedades
químicas del polvo o del gas. Sin embargo en general es muy difícil su cuantificación y depende de la co-
rrespondiente experiencia del fabricante del filtro.
Las cargas superficiales del filtro así calculadas pueden ser empleadas como valores de orientación para el diseño.
Con todo se recomienda hacer ensayos de control.
Para los valores dados para los factores de corrección resulta que para estado estacionario de servicio resulta una
pérdida de presión entre 600 ý 2.500 Pa (9,8 Pa = 1 mm columna de agua, o sea una pérdida de presión de
aproximadamente 60 á 255 mm de columna de agua).

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor y a mis Padres.

Bs. As. 4 de Noviembre del 2.003.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 29.

Precipitador electrostático.
Es un aparato que emplea fuerzas eléctricas para separar a las partículas arrastradas por un gas.
Para lograr la separación debe: 1) cargar eléctricamente a las partículas, 2) recoger las partículas cargadas en
una superficie colectora de polaridad opuesta, 3) quitar las partículas retenidas en el paso anterior sobre la superficie
colectora, evitando al máximo que vuelvan a la corriente de gases, 4) sacar del aparato las partículas separadas.
Básicamente un precipitador electrostático se ajusta al esquema didáctico mostrado en la figura 1, a cuya iz-
quierda vemos las partes fundamentales del aparato y a la derecha el mismo durante la precipitación del polvo.
En el caso representado se produce un
campo eléctrico fuerte entre el electrodo de
descarga, un alambre que cuelga en el interior
del aparato y el electrodo de recolección que,
con forma cilíndrica, envuelve al anterior, co-
múnmente tiene unos 20 ó 30 cm de diámetro y
entre 2 ý 5 m de largo. Entre ambos electrodos
se mantiene una diferencia de potencial que
generalmente es del orden de los 20.000 á los
100.000 Voltios, el electrodo de descarga suele
ser negativo y el de recolección se pone a tierra,
entre ambos hay un aislador eléctrico.

Fig. 1. Esquema didáctico de un precipita-

dor electrostático.

El gas a tratar entra por la parte inferior, asciende por el aparato, ionizándose intensamente, en el caso más
general el 99% de los iones son negativos, pues los positivos son atraídos inmediatamente por el electrodo de des-
carga, habiendo comúnmente una densidad iónica del orden de 10 8 iones/cm3 y, consecuentemente, las partículas se
cargan en una fracción de segundo, p. ej. en menos de 0,01 s, migrando hacia el electrodo de recolección, en virtud
del campo eléctrico. El proceso total dura entre 1 y 2 segundos, aunque, en algunos casos, se han medido tiempos
mucho menores, p. ej. 0,1 s.
Veamos ahora cada una de las etapas indicadas arriba.
Cargado de las partículas, la corona.
Las partículas naturalmente suelen tener una carga eléctrica, p. ej. por ionización por radiación cósmica natu-
ral, por fricción, etc. o la pueden adquirir durante el proceso en el que se originan, p. ej. por ruptura de estructuras
cristalinas durante la trituración o la molienda, por fricción contra la superficie de los ventiladores o los caños del
sistema de ventilación, por carga al pasar por llamas, en este último caso se pueden cargar por iones de la llama, por
los electrones emitidos termoiónicamente o fotoeléctricamente.
Pero, en general, esta carga natural es insuficiente para alcanzar un rendimiento de separación adecuado; por lo
tanto las partículas deben ser cargadas en el precipitador.
Para lograr la carga de las partículas se emplea una corona de corriente continua y alto voltaje, generada entre
un electrodo, generalmente con forma de alambre fino, llamado electrodo de carga y otro electrodo, con forma ci-
líndrica o de placa plana, llamado electrodo de recolección.
La corona se manifiesta por una incandescencia en torno del electrodo de carga.
Si el electrodo de carga es negativo se habla de corona negativa, si positivo, de corona positiva. En ambos ca-
sos los procesos son muy complejos.
Corona negativa: en este caso se liberan electrones en el electrodo de carga, éstos migran dentro del gas, como
electrones libres, chocando violentamente contra las moléculas, ionizándolas y liberando más electrones. En el
campo eléctrico de la corona estos electrones adquieren más energía, producen nuevos choques y se liberan más
electrones, produciéndose una reacción en cadena.
Los electrones no sólo pueden ionizar un átomo o una molécula, sino que también pueden unirse a los mismos,
formando iones negativos, sobre todo con átomos de elementos de la parte superior derecha de la tabla periódica,
que tienen gran afinidad por electrones, sean éstos libres o formando parte de átomos.
Dentro de estos elementos, que en electroquímica son llamados electronegativos, se destacan los halógenos, el
oxígeno y el azufre. Así que gases tales como el Cl 2 , Cl4C , HF , O2 , SO2 , SF6 son muy electronegativos y atra-
pan electrones con mucha eficiencia. La presencia de este tipo de gases, aún en cantidades pequeñas, puede reducir
mucho la ionización por electrones y suprimir las descargas eléctricas en el gas, formando coronas negativas alta-
mente estables.
.30 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Gases como el nitrógeno, el hidrógeno, el helio, el argón y el neón suficientemente puros no tienen afinidad
por los electrones y, por ende, no forman iones negativos y en ellos no se forma la corona negativa. En cambio, al
elevar el voltaje hasta un punto que correspondería a la formación de la corona tienen lugar chispas.
Para que la descarga se automantenga es necesario un mecanismo de realimentación de electrones iniciadores,
muy probablemente el mecanismo sería: a) liberación de electrones en el cátodo por impacto de iones positivos, b)
emisión fotoeléctrica de electrones en el cátodo por radiación ultravioleta en el gas, c) foto - ionización del gas por
radiación ultravioleta desde el gas, d) ionización por los átomos metaestables del gas.
La descarga en un gas puede ser automantenida, cuando basta el potencial aplicado para que la misma se man-
tenga; o no automantenida, cuando hace falta una fuente externa de ionización, p. ej. de rayos X, para que eso ocurra.
Se llama característica de descarga a la curva que relaciona el voltaje con la corriente en una descarga eléc-
trica en un gas. Puede ser una característica ascendente o descendente, como ilustra la fig. 2.
Las descargas con característica ascendente son
estables, e inestables las que tienen característica des-
cendente.

Fig. 2. Características voltaje - corriente.

La corona unipolar usada en la precipitación eléctrica es una descarga en gas, estable y automantenida entre un
electrodo emisor, tal como un alambre fino y un electrodo receptor o pasivo, tal como un cilindro o una placa.
Los procesos de ionización están confinados a cerca de la región de incandescencia en el campo eléctrico fuer-
te adyacente al electrodo emisor , como se ilustra en la fig. 3.

Fig. 3. Diagrama esquemático de las zonas

activa y pasiva de la descarga corona.

La corona negativa: solamente es posible en gases o mezclas de gases con apreciable capacidad para unirse con
los electrones; en consecuencia es muy sensible a la composición del gas y varía desde sin corona hasta corona muy
estable.
El grueso de la ionización tiene lugar por colisión de electrones en la región de resplandor activo, cercana al
electrodo emisor. El electrodo emisor juega, también, un papel vital como fuente de realimentación de electrones.
Para que exista una corona se deben dar dos requisitos esenciales: 1) una fuente copiosa de ionización cerca del
electrodo corona; 2) los iones que fluyen desde la zona activa o de ionización deben construir un espacio efectivo de
carga en la zona pasiva de la descarga.
El primer requisito se cumple usando un alambre fino, un borde afilado o puntas sumergidas en un gas de su-
ficiente densidad.
Para corona negativa, los portadores de corriente producidos en la zona activa son electrones con movilidades
unas mil veces superiores a las de los iones del gas, lo cual es muy grande como para constituir el espacio cargado
necesario para formar la corona, sin embargo muchos gases exhiben coronas negativas muy estables, lo que se
puede atribuir a la unión de los electrones con las moléculas del gas para formar iones negativos, la posibilidad de la
unión es una característica propia de las especies moleculares.
Entonces la corona unipolar negativa como existe en los precipitadores electrostáticos se puede representar
como compuesta por dos zonas. La primera es la zona activa o región resplandeciente, alrededor de cada alambre de
descarga, la cual está compuesta por un tumulto de iones positivos y negativos, electrones libres y moléculas, tanto
excitadas como normales, todos interactuando entre sí y con el alambre de descarga. La segunda zona es la región
pasiva entre el resplandor y el electrodo pasivo, esta zona contiene moléculas neutras más una pequeña fracción de
iones negativos y de electrones libres que han sido creados en la zona activa en torno del alambre de descarga y se
mueven hacia el electrodo colector, bajo la influencia del campo eléctrico.
Bajo condiciones normales, la zona activa es muy pequeña y es esencialmente un plasma sin ninguna carga
neta, juega el papel de una fuente copiosa de electrones para la corona sin ninguna otra función. Por otra parte, la
región pasiva ocupa casi todo el volumen de la corona y posee una carga eléctrica espacial relativamente grande. Es
en esta región de un precipitador donde tiene lugar el mecanismo fundamental de cargado de las partículas y su
separación. En ambos mecanismos la intensidad del campo eléctrico es fundamental.
La corona negativa aparece como un conjunto de puntos resplandecientes aislados o cepillos localizados que se
expanden varios milímetros dentro del campo eléctrico. En electrodos limpios estos "cepillos" se mueven a lo largo
del alambre, pero partículas de polvo o irregularidades en la superficie del electrodo los estabilizan en puntos
localizados, separados más o menos uniformemente, su número crece al hacerlo el voltaje y la corriente de la coro-
na, separándose pocos milímetros para corrientes elevadas, p. ej. de unos miliamperes por cada 30 cm de alambre.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 31.

Corona positiva: los electrones primarios producidos en o justamente más allá del límite exterior de la región
incandescente visible son dirigidos hacia el alambre positivo y, moviéndose a lo largo del campo de la región de
incandescencia, generan muchos pares nuevos de electrones e iones positivos por impacto ionizante. Los electrones
son recogidos por el alambre y los iones positivos conducidos al electrodo pasivo.
La fuente más probable de electrones primarios requeridos para mantener la corona positiva es la ionización de
las moléculas del gas por radiación ultravioleta generada en la zona incandescente. La ionización se debe producir
muy cerca de la zona incandescente, pues la mayoría de los gases son opacos a las radiaciones ultravioleta. El
bombardeo del electrodo pasivo por iones positivos no tiene energía suficiente como para la emisión de electrones,
dada la debilidad del campo eléctrico en la zona.
En la corona positiva el alambre sólo sirve para captar electrones y no realiza ninguna función ionizante.
En el caso de la corona positiva los iones que fluyen desde la zona activa o de ionización siempre producen un
espacio efectivo de carga en la zona pasiva de la descarga , porque los portadores de corriente son iones positivos,
los que intrínsecamente tienen movilidad relativamente baja.
En ausencia de partículas de polvo la corona positiva aparece como una luminosidad inmóvil y difusa sobre el
correspondiente electrodo, pero en presencia de partículas puede transformarse y aparecer como una serie de deste-
llos localizados, de características muy indeseables para la precipitación electrostática.
Consideraciones prácticas: generalmente todos los gases de escape comunes en la industria, e incluso el aire
mismo, tienen concentraciones considerables de gases electronegativos, como el oxígeno, el vapor de agua, el dió-
xido de carbono o el dióxido de azufre, con gran afinidad por los electrones, resultando muy convenientes para es-
tablecer coronas negativas, además resulta que el voltaje para la formación de chispas es más del doble en las coro-
nas negativas que en las positivas, por otra parte las coronas positivas tienden a ser inestables y esporádicas. Por
todas estas razones en la práctica se prefieren ampliamente las coronas negativas. Las coronas positivas se usan casi
solamente en equipos de acondicionamiento de aire, donde se busca una generación mínima de ozono, trabajándose
con bajas diferencias de potencial, del orden de los 10.000 voltios.
Cargado de las partículas: tiene lugar entre el límite de la corona incandescente y el electrodo de recolección,
donde las partículas están sometidas a los iones generados por los procesos en la corona.
La carga de las partículas se debería a mecanismos de difusión y de campo, primando uno u otros según el
tamaño de las partículas.
En partículas mayores a 0,5 m el mecanismo fundamental sería el de la carga por acción del campo, en él los
iones generados en la corona son impulsados hacia las partículas por acción del campo eléctrico, chocando y
quedando retenidos sobre las mismas, que así se van cargando. A medida que las partículas adquieren carga dis-
torsionan el campo eléctrico a su alrededor y se va reduciendo la cantidad de iones que las alcanzan, hasta anularse
totalmente. El tiempo necesario para que una partícula se cargue por este proceso es muy breve, depende de la
cantidad de iones presentes por unidad de volumen del gas, pero es del orden de las milésimas a las décimas de se-
gundo, casi despreciable frente a la permanencia total de los gases en el precipitador que suele ser del orden de los
segundos. Cuando las partículas tiene una gran resistencia eléctrica este tiempo de cargado puede crecer aprecia-
blemente; también se ve afectado por la forma de la onda de corriente, en caso de no usarse corriente continua para
la formación del campo.
Las partículas menores de 0,2 m se cargan fundamentalmente por difusión de iones. Los iones comparten su
energía térmica con las moléculas del gas y en general obedecen a las leyes de la teoría cinética de los gases. Sus
movimientos térmicos hacen que los iones difundan a través de las moléculas del gas pudiendo chocar con las par-
tículas a las que, entonces, se adhieren por fuerzas eléctricas, dotándolas de carga eléctrica, este mecanismo no de-
pende del campo eléctrico aplicado, el que evidentemente ayudará pero no es necesario para la existencia del pro-
ceso. A medida que crece la carga de la partícula se genera un campo repulsivo que va reduciendo la aproximación
de nuevos iones hasta, eventualmente, anularla. Entonces la carga final de las partículas dependerá de su tamaño, del
tiempo de exposición y de la energía térmica de los iones.
Para las partículas con diámetros entre 0,2 m ý 0,5 m deben tomarse en cuenta simultáneamente ambos
mecanismos, lo que complica enormemente el tratamiento matemático del problema, resultando ecuaciones dife-
renciales normalmente sólo resolubles por técnicas numéricas.
En la figura 4 podemos ver una representación de la relación
entre el diámetro de las partículas y la eficiencia de separación en un
colector plano trabajando a 154 ºC, con una densidad de corriente de
215 A / m 2 y una eficiencia total del 99,6 % de remoción de pave-
sas, con una carga de gas de 0,018 m3 reales /m2 segundo.

fig. 4. Curva diámetro de partícula - eficiencia, típica, [22].

.32 Gases de escape, su medición y tratamiento.

En las figuras 5 ý 6 tratamos de resumir gráficamentelo expuesto para los casos de corona negativa y positiva,
respectivamente.

Fig. 5. Interpretación gráfica de los principales fenómenos ocurridos en un precipitador con corona negativa.

Fig. 6. Interpretación gráfica de los principales fenómenos ocurridos en un precipitador con corona positiva.
Los efectos de las partículas sobre la corona: son muy notables, incluso pueden tornar inoperante el sistema,
como veremos luego. Dichos efectos se pueden agrupar: 1) efectos sobre la carga espacial, 2) depósito de las partí-
culas sobre los electrodos colectores, 3) depósito de las partículas sobre los electrodos de descarga.
Las partículas cargadas pueblan el espacio de la corona y agregan su carga a la de los iones, siendo ambas de
igual signo, resultando así debilitado el campo eléctrico en torno al electrodo de descarga y reducida la corriente de
la corona, pudiendo llegarse a extinguir la misma, sobre todo con partículas muy finas y, consecuentemente, una
superficie específica muy grande. Al respecto los precipitadores de placas serían más sensibles que los tubulares.
El depósito de partículas en el electrodo de recolección trae dos consecuencias principales: si la resistencia
eléctrica de las partículas es relativamente grande, la caída de tensión en la capa de polvo también será grande y o
aparece un chisporroteo excesivo con voltajes relativamente bajos o bien el fenómeno de corona invertida que ve-
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 33.

remos enseguida. A este tipo de partículas pertenecen las de caliza o las de óxido de plomo en gases secos y calien-
tes. Si las partículas son muy conductoras y relativamente grandes, como las del polvo de carbón, tienden a ser
arrastradas por el gas, al rebotar en los electrodos, e inducen un fuerte chisporroteo. El campo máximo, antes de la
ruptura, para polvos promedio, es del orden de 10 kV/cm, que, si la capa de polvo es de 0,5 cm de espesor, lleva a
diferencias de potencial en la capa de 5 kV. Esta diferencia de potencial es substraída a la aplicada a la corona, con
una disminución consiguiente de la corriente en la misma, en parte compensada por la reducción del espacio.
Un depósito pequeño de polvo sobre el electrodo de descarga puede producir intensificaciones localizadas del
campo eléctrico, con tendencia a emitir coronas de bajo voltaje y crecimiento considerable de la corriente de corona.
Si los depósitos sobre el electrodo de descarga son grandes tienden a reducir el voltaje al aumentar el diámetro
efectivo del electrodo y originar una fluencia de corriente a través de polvo resistente a la misma. Además el
depósito de polvo no es uniforme a lo largo del alambre resultando que la corriente de corona tampoco lo es. Resul-
tando, en cualquier caso, una pérdida importante de la eficiencia del sistema.
Los depósitos sobre los electrodos de descarga son más pronunciados con partículas finas que con partículas
gruesas, por lo que prelimpiar los gases con ciclones pueden agravar el problema obligando, p. ej. a limpiar por vi-
bración dichos electrodos, lo que no sería necesario si no se separaran previamente las partículas mayores.
Problemas en la carga de las partículas.
Según lo que acabamos de indicar pueden aparecer problemas muy serios en la carga de las partículas, que
tornen muy baja la eficiencia del sistema. Entre estas condiciones anormales citaremos: la supresión de la carga
espacial en la corona, la corona invertida y el efecto del arrastre de las partículas.
La supresión de la carga espacial en la corona ocurre cuando un exceso de partículas cargadas con la misma
polaridad que los iones de la corona tienden a reducir el campo eléctrico en el electrodo de descarga, entonces se
puede reducir la corriente de la corona en un factor de 100 o más y se hace imposible la carga normal de las partí-
culas hasta que no se reduzca su concentración. Para resolver el problema en la práctica se requerirán varias sec-
ciones de precipitación en serie.
La corona invertida, también llamada contracorona, retrocorona o retroionización, es una descarga localizada
que aparece en la superficie del electrodo de recolección cuando éste se recubre con una capa de partículas de gran
resistencia, aparece cuando la resistencia de la capa supera 2 · 1010 ohm-cm y se hace severa con más de 1011 ohm-cm.
Al comienzo baja el voltaje de chisporroteo, luego, a medida que se incrementa la corona inversa, en el caso común
de precipitadores con corona negativa se produce una descarga de iones positivos en el electrodo de recolección,
estos iones tienden a neutralizar a los negativos presentes en la corona, se reduce mucho la carga de las partículas,
tanto que aparece gran cantidad de partículas neutras y positivas, aún superando a las negativas, el rendimiento del
sistema se reduce muchísimo, llegando a hacerlo virtualmente inútil.
La corona invertida puede afectar sólo a una parte pequeña de la superficie colectora, mientras el resto trabaja
normalmente, corrigiéndose la situación al limpiarse los electrodos. Normalmente la corona inversa se detecta, en la práctica
por un incremento característico de la pendiente de la curva voltaje - corriente, que se acerca a una vertical, [14].
Luego trataremos la influencia que las partículas depositadas en los electrodos y resuspendidas por el gas tie-
nen sobre su recolección, estas partículas tienen carga que influye sobre el campo local, pudiendo afectar substan-
cialmente la carga iónica de las partículas y reducir la eficiencia del sistema.
La recolección de las partículas.
La recolección de las partículas se logra en un campo eléctrico de corriente continua de alto voltaje que puede
ser: 1) continuación de la misma corona, en los precipitadores de una etapa, normalmente de corona negativa, son
los empleados generalmente en la industria para el tratamiento de los efluentes gaseosos; ó 2) un campo electrostá-
tico puro, entre dos electrodos pulidos, sin corona de descarga entre ellos, que siguen a la zona de la corona, nor-
malmente son de corona positiva y se los emplea para pequeños aparatos, útiles para las instalaciones de acondi-
cionamiento de aire porque no generan ozono, [28]. En la figuras 7 y 8 hemos esquematizado ambos sistemas.
Sobre cada partícula actúa un conjunto de fuerzas: 1) de atracción eléctrica según Coulomb, 2) de inercia y 3)
viscosas. En el intervalo de tamaños de interés las fuerzas de inercia son despreciables y las viscosas están gober-
nadas, con cierta aproximación, por la ley de Stokes.
Al alcanzarse el equilibrio entre estas fuerzas, la partícula alcanza una velocidad determinada, que se conoce
como velocidad de migración, que es función del diámetro y la carga de la partícula y de la intensidad del campo
eléctrico. La velocidad de migración de partículas suspendidas varía entre aprox. 3 cm/s para las de 0,5 m de
diámetro hasta 90 á 120 cm/s para las de 20 á 30 m.

Fig. 7. Precipitador electrostático de dos etapas y Fig. 8. Precipitador electrostático de una etapa y
corona positiva, [28]. corona negativa, [28].
.34 Gases de escape, su medición y tratamiento.

La extracción de las partículas antes recogidas.

Es otra fase fundamental, pues si las partículas vuelven a ser arrastradas por el gas de nada sirve todo lo hecho
antes.
En el caso de partículas líquidas, como las de nieblas de ácido sulfúrico o de alquitrán, no hay mayor problema
pues escurren por sí sobre los electrodos. El arrastre sólo tiene lugar para grandes velocidades de los gases, p. ej.
superiores a los 9 m/s, que superan en mucho a las usadas normalmente en estos equipos.
Pero en la separación de partículas sólidas, que es la más comúnmente usada, el problema es complejo.
Las partículas se adhieren a los electrodos, principalmente a los de recolección pero, también, a los de descar-
ga. Para quitarlas se puede: 1) hacer vibrar los electrodos, con lo que las partículas se desprenden y caen a una tolva
colectora, ó 2) se lavan mediante una corriente de líquido, normalmente agua.
En el caso 1) se aplica una fuerza periódica, perpendicular a la superficie de los mismos, que produzca una
aceleración suficiente sobre la capa de partículas depositada de manera tal que ésta se desprenda luego de cada pe-
ríodo y fluya suavemente hacia una tolva colocada abajo.
Trabajando en seco, el arrastre de las partículas puede producirse directamente a causa del barrido por el
mismo gas en tratamiento, por una redispersión durante la vibración de los electrodos o por arrastre desde las tolvas
de recolección.
El arrastre de las partículas ya separadas en parte depende de las características de las mismas, por ejemplo es
mayor si partículas muy finas, de menos de 1 m, forman sobre los electrodos capas de material suelto y con baja
densidad aparente, resultan capas poco coherentes que, durante la limpieza, se rompen formando conglomerados
fofos que sedimentan lentamente en el gas; tal es el caso de muchos humos metálicos, p. ej. los óxidos de plomo o
de zinc.
Las partículas groseras, de p. ej. 50 m o más, generalmente no se aglomeran y, si tienen densidad suficiente,
caen en las tolvas, en caso contrario resultan arrastradas por el gas.
El arrastre de las partículas ya separadas también depende de las características del flujo del gas. Así, flujos
desbalanceados, con zonas de alta velocidad, muy turbulentas, con chorros, remolinos y remansos, tienden a des-
prender el material depositado en los electrodos y en las tolvas y arrastrarlo nuevamente. Esto ha llevado al estudio
detallado del flujo del gas en los precipitadores, empleándose con éxito modelos a escala.
Diseños básicos de precipitadores electrostáticos.
Básicamente podríamos dividirlos en sistemas de flujo vertical o de flujo horizontal.
A los sistemas de flujo vertical los podemos pensar como muchos precipitadores tubulares, tales como los del
esquema didáctico de la figura 1, puestos en paralelo y reunidos en una cámara única, tal como tratamos de repre-
sentar en la figura 9.

Fig. 9. Precipitador electrostático de flujo vertical.

Los de flujo horizontal están constituidos por electrodos de recolección con forma de placa y electrodos de
descarga en general con forma de alambre, como tratamos de representar en la fig. 10.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 35.

Fig. 10. Precipitador electrostático de flujo horizontal.

Partes principales de un precipitador electrostático.
Las partes principales son:
1) la camisa ó carcaza, que en el caso ilustrado en la figura 1 está integrada con el electrodo de descarga, pero
que en la práctica suele estar separada del mismo, aunque también como él suele estar al potencial de tierra. En el
caso de trabajarse con gases calientes se deberá aislar térmicamente a la cáscara, si se trabaja con gases corrosivos o
se separan aerosoles que lo son, p. ej. nieblas de ácido sulfúrico, se deberán usar materiales resistentes a los mismos.
La velocidad del aire en la cámara es de 1á 2 m/s, para permitir una permanencia suficiente de los gases en la
misma y para evitar que se vuelva a poner en suspensión el polvo depositado. Debe cuidarse mucho el aspecto flui-
dodinámico de todo el sistema, en particular de la entrada y salida de los gases, evitando siempre los bordes agudos
que originen remolinos y turbulencias, buscando una distribución uniforme de los gases y procurando que no se
dirijan hacia la tolva y arrastren el polvo depositado en ella e, incluso, atraviesen el precipitador sin pasar por el
campo eléctrico. El uso de difusores o placas perforadas en la zona de entrada de los gases a los precipitadores de
flujo horizontal puede ser útil para lograr una distribución más uniforme de los mismos en toda la cámara, darles un
flujo sin torbellinos, paralelo y horizontal.
Algunos diseños traen una casilla especial para albergar los aisladores de los electrodos de descarga.
La tolva inferior recoge el polvo pero no debe usarse como un almacén del mismo. En general son piramidales,
con descarga por gravedad, o prismas triangulares, con descarga por tornillo transportador, pero si el polvo es
pegajoso se reemplaza la tolva por un recipiente terminado en un fondo plano con sistema de rasquetas.
2) Los electrodos de descarga: pueden ser alambres, de dife-
rente sección, planchuelas, presentar puntas, como los alambres
de púas, etc. según tratamos de representar en la figura 11.
Cuanto menor es el diámetro del alambre o más agudas las
puntas mayor será la corriente de descarga para una tensión dada.
En el caso de alambres cilíndricos colgados suelen hacerse de 2,5 mm
de diámetro.
La forma de los electrodos de descarga está relacionada con
las propiedades eléctricas del polvo a separar, así los electrodos
con sección en forma de estrella y cantos lisos se usan para polvos
de poca resistencia eléctrica y también si es pequeña la carga
espacial de polvo; en cambio para la separación de polvos con
gran resistencia eléctrica, o bien con grandes cargas espaciales de Fig. 11. Electrodos de descarga, [28], [67] y [69].
polvo se usan electrodos con forma de cinta con púas, [67] y [68].
.36 Gases de escape, su medición y tratamiento.

En la figura 12 hemos representado la forma

de curvas características tensión - corriente para
electrodos de descarga que tienen diferentes sec-
ciones, [68].

Fig. 12. Curvas características U = f (I) para

electrodos de descarga de diferentes
secciones, [68].

Los electrodos de descarga pueden montarse en marcos rígidos o bien colgar libremente, estirados por un peso
colgante en su extremo inferior. Los marcos rígidos evitan las oscilaciones de los electrodos originadas en el campo
eléctrico y la corriente del gas,[67]. En los alambres colgantes debe cuidarse que no se balanceen, movidos por el
gas, requieren una inversión inicial menor pero mayores gastos de mantenimiento, ya que pueden quebrarse, gene-
rando cortocircuitos. Ambos tipos tienen comportamientos similares, pero los de marcos rígidos se suelen montar
más alejados de los electrodos de recolección, usando mayores voltajes y menores corrientes de descarga, siendo
especialmente útiles para polvos de mucha resistencia. En su diseño debe tenerse en cuenta la erosión eléctrica,
provocada por las chispas, la fatiga mecánica, fundamentalmente por el golpeteo para limpieza, y la corrosión. Debe
cuidarse que los contactos sean firmes, para evitar el salto de chispas.
3) Los electrodos de recolección en los precipitadores de flujo horizontal son placas planas, en los de flujo
vertical cilíndricos o prismáticos. Normalmente están puestos a tierra.
Para lograr una tensión de ruptura elevada se debe conseguir una distribución uniforme de la densidad de co-
rriente en la superficie de los electrodos de recolección, evitando cantos agudos o salientes; cuando cada punto del
electrodo de recolección se encuentra a igual distancia del correspondiente del electrodo de descarga se puede espe-
rar una distribución uniforme de la densidad de corriente en la superficie de los primeros, [67]. En ese sentido la
mejor solución sería la de los electrodos de recolección cilíndricos, en el caso de precipitadores de flujo horizontal
se debe elegir una forma conveniente del perfil de las chapas.
En el caso de las placas tienen, en general, dobleces que les confieren rigidez y, además, en algunos casos sir-
ven como un obstáculo al arrastre del polvo retenido; como tratamos de representar en la figura 13. Las dimensiones
comunes están resumidas en la siguiente tabla (EPA):
Tipo de electrodo de descarga:
Electrodo de recolección: alambre colgado alambre en marcos rígidos
largo (m) 1 á 3,7 1,8 á 4,6
alto (m) 2,75 á 11 hasta 15,3
Estas placas se agrupan, formando módulos, y se vibran en
conjunto para su limpieza.
Una vez montadas las placas deben permanecer firmes y para-
lelas con respecto a los electrodos de descarga, lo que exige una ma-
nipulación conveniente, tanto en la fabricación, como en el transporte,
almacenamiento y montaje.
Fig. 13. Ejemplos de perfiles de electrodos
de recolección, [28], [67] y [69].
La estructura de soporte debe ser suficientemente rígida y resistente para soportar su peso, el del polvo reteni-
do, así como los golpes durante la vibración de limpieza, pero, al mismo tiempo, su diseño debe ser lo suficiente-
mente flexible para permitir su ajuste con el fin de lograr un buen alineamiento de los electrodos durante el montaje
y la operación.
Entre la carcaza y la primera hilera de placas de los electrodos de recolección se colocan desviadores del flujo
de gas que aseguren que todo el gas se dirija a la zona de precipitación.
Los colectores cilíndricos, normalmente usados en precipitadores en húmedo, suelen tener 0,2 á 0,3 m de
diámetro por 2 á 5 m de largo, [28],incluso se usan caños de PVC, según información técnica de la empresa Lurgi.
4) Sistema de vibración. Para lograr el desprendimiento del polvo de los electrodos, tanto los de descarga como
los de recolección, se usan normalmente martillos que los golpean o bien vibradores electromagnéticos o
pneumáticos.
En cada instalación en particular se debe ajustar tanto la amplitud como la frecuencia de la vibración, para
evitar el arrastre excesivo de polvo ya retenido. La intensidad depende de las características de las partículas y del
tamaño del electrodo a ser limpiado. La frecuencia disminuye, en general, desde la entrada a la salida del precipi-
tador. Debe señalarse que es tan nociva para el rendimiento del precipitador una vibración excesiva como otra es-
casa.
En el caso de precipitadores por vía húmeda no es necesaria la vibración de sus electrodos, en ellos una tenue
película de líquido fluye por los electrodos, produciendo su limpieza. En ciertos casos el líquido se inyecta en la
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 37.

zona de entrada, antes del campo eléctrico, en otros se riega sobre la parte superior del campo eléctrico o de los
electrodos
5) Sistema de suministro de la energía eléctrica.
Está constituido fundamentalmente por: un transformador elevador de tensión, un rectificador de alta tensión,
un elemento de control y los sensores necesarios para el sistema de control. El sistema se diseña para mantener el
potencial tan alto como sea posible sin llegar a causar la ruptura del arco entre el electrodo de descarga y el de re-
colección.
El conjunto transformador - rectificador convierte a la corriente alterna de bajo voltaje en corriente unidirec-
cional de alto voltaje. El sistema de control procura mantener un voltaje y una corriente óptimos conformes a las
características y la concentración del polvo.
Normalmente el sistema trabaja a una carga entre el 70 y el 100 % de la nominal, sin excesivo chisporroteo ni
perturbaciones transitorias, reduciéndose así tanto el voltaje de carga como la corriente en la corona.
Para un intervalo grande de temperaturas y presiones usuales en la práctica se suele trabajar con tensiones de
15 a 80 kV y promedios de densidades de corriente de corona de 0,1 á 0,75 mA/m2 de área de recolección.
En situaciones especiales se requieren voltajes también especiales, p. ej. para gases con poca concentración de
partículas o bien a alta temperatura, de unos 370 ºC á 430 ºC, como la densidad de los gases es menor se requieren
mayores corrientes a potenciales menores; a la inversa, se requieren potenciales mayores con corrientes menores
para gases a alta presión en situaciones de sofocamiento de la corona, p. ej. por elevada carga espacial entre elec-
trodos, debida a concentraciones grandes de nieblas ácidas, o bien por muchas distancia entre electrodos, v. gr. 380 á
635 mm.
Cuando el precipitador se divide en sectores, generalmente las corrientes aplicadas crecen desde los sectores de
entrada a los de salida, multiplicándose por 3 hasta 5.
Sistemas de bloqueo y de puesta a tierra protegen la seguridad de los operarios de mantenimiento y operación,
incluso existen grandes precipitadores que pueden repararse en partes, mientras otras siguen trabajando.
La operación del precipitador puede gobernarse y vigilarse mediante sistemas automáticos por microcompu-
tadoras que controlan tanto la parte eléctrica como la vibración de los electrodos, los descargadores de las tolvas,
etc.
6) Aisladores.
Se necesitan aisladores para separar todo el equipamiento a alta tensión del resto del aparato, normalmente
puesto a tierra.
En general son aisladores de cerámica elegidos de manera que soporten las condiciones de temperatura y ata-
que químico de los gases y partículas.
Normalmente se debe asegurar que los aisladores que separan a los electrodos de descarga de la carcaza per-
manezcan secos y limpios, por lo que se debe evitar la condensación de humedad sobre los mismos, para ello pue-
den tener un sistema de calentamiento, y procurar que no entre polvo a la cámara de aisladores, manteniendo una
sobrepresión del aire en la misma.
Características del gas y de las partículas que afectan la eficiencia del precipitador.
Las principales características de las partículas que afectan la eficiencia de un precipitador electrostático son la
distribución granulométrica de las mismas, su resistencia eléctrica específica, su concentración en los gases a tratar.
La resistencia eléctrica de las partículas, a su vez, está influida por su composición química, su densidad y la
temperatura del proceso. Además, estos factores influyen sobre la corrosividad del material retenido en el precipi-
tador así como su capacidad para ser removido de los electrodos.
Como vimos antes las partículas entre 0,2 ý 0,5 m son las más difíciles de remover, además, mientras las
partículas finas tienden a crear problemas con la carga espacial en la corona, las groseras y conductoras pueden re-
tornar al flujo principal al no quedar retenidas en los electrodos, etc.
Cuanto mayor es la resistencia eléctrica específica de las partículas, medida en ohm - cm, menos transfieren su
carga eléctrica. Es una característica importante en los precipitadores por vía seca pero carece de importancia en los
precipitadores por vía húmeda.
Ya vimos la importancia de la resistencia de las partículas para el proceso de carga eléctrica de las partículas
así como para los procesos que tienen lugar en la capa de polvo depositada en los electrodos y su influencia sobre la
corona.
Además, las partículas con mayor resistencia específica tienden a adherirse más tenazmente a los electrodos
exigiendo, para desprenderse, mayores aceleraciones en los vibradores y consecuentemente, hay más probabilidad
de que vuelvan a ingresar las partículas al flujo principal y, por otra parte, las estructuras del equipo resultan más
solicitadas mecánicamente, aumentando el riesgo de rotura, si no fueron diseñadas especialmente.
La resistencia específica de las partículas depende de su composición química, de la temperatura y composi-
ción del gas, en particular su contenido de vapor de agua, de trióxido de azufre, etc.
La conducción de la corriente en la capa de polvo retenida en el electrodo, a temperaturas de menos de 150 ºC,
tiene lugar principalmente sobre la capa superficial del polvo , y está relacionada con el vapor de agua y otros
agentes acondicionantes absorbidos, pero a temperaturas mayores a 350 ºC la conducción tiene lugar principalmente
en la masa de la capa de polvo y la resistencia específica depende fundamentalmente de la composición química del
mismo., p. ej. en las pavesas se reduce con el aumento del sodio, del litio y del hierro. A temperaturas intermedias
.38 Gases de escape, su medición y tratamiento.

entre las mencionadas se tienen, para un polvo dado, las mayores resistencias específicas, influyendo los dos
procesos de conducción citados. Los intervalos de temperaturas indicados varían con la composición química de las
partículas.
Se ha tabulado (Szabo, et al. , EPA)
Nivel de resistencia específica, Características de la precipitación electrostática
ohm - cm
1) niveles operativos de corriente y de tensión normales, a menos que la
menor de 10 8 capa de polvo sea suficientemente gruesa como para reducir el espacio
entre electrodos y ocasionar intensidades mayores de corriente,
2) la componente eléctrica de la fuerza que retiene el polvo retenido sobre el
electrodo resulta reducida, por lo que es vulnerable a grandes pérdidas
por arrastre de polvo,
3) la caída de tensión en la capa de polvo es despreciable,
4) como consecuencia de 2) la eficiencia de recolección es reducida
1) niveles operativos de corriente y de tensión normales,
10 8 á 10 10 2) la caída de tensión en la capa de polvo es despreciable,
3) la componente eléctrica de la fuerza que retiene el polvo retenido sobre el
electrodo es suficiente,

4) como consecuencia de 1), 2), y 3) la eficiencia de recolección es grande

1) niveles operativos de corriente y de tensión reducidos, con grandes tasas
10 11 de chisporroteo,
2) la caída de tensión en la capa de polvo es significativa,
3) la componente eléctrica de la fuerza que retiene el polvo retenido sobre el
electrodo es moderada,

4) como consecuencia de 1) y 2) la eficiencia de recolección es reducida

1) niveles operativos de corriente y de tensión reducidos, si el controlador
mayor que 10 12 del sistema de suministro de energía no funciona bien habrá niveles ope-
rativos de corriente elevados,
2) la caída de tensión en la capa de polvo es muy significativa,
3) la componente eléctrica de la fuerza que retiene el polvo retenido sobre el
electrodo es grande,

4) como consecuencia de 1) y 2) la eficiencia de recolección está reducida

seriamente y es probable que haya corona invertida
Valores típicos:
Voltaje de operación: 30 á 70 kV, dependiendo de factores de diseño,
Densidad de corriente de operación: 5 á 50 mA/cm2,
Espesor de la capa de polvo: 12 á 25 mm.
La influencia de la temperatura de los gases sobre la eficiencia
del precipitador puede ser muy grande al modificar la resistencia
específica del polvo, como lo muestra la figura 14 para un ensayo de
un precipitador de polvo de un horno precalentador de cemento, nor-
malmente ese equipo se emplea con acondicionamiento del gas y re-
ducción de temperatura mediante torre de rociado con agua.

Fig.14. Influencia de la temperatura de los gases

sobre la eficiencia de recolección, [22]

La velocidad de los gases también influye sobre la eficiencia de un precipitador, como vimos antes al tratar de
la carcaza, se recomiendan velocidades de 1 á 2 m/s, o de 1,1 á 1,7 m/s según otros autores (EPA), sobre todo para
evitar que el polvo ya depositado sea nuevamente arrastrado por erosión o durante la vibración de los electrodos.
Hay una velocidad crítica, por encima de la cual dichas pérdidas aumentan notablemente, dicha velocidad de-
pende del flujo del gas, de la configuración de las placas, el tamaño del precipitador, la resistencia específica de las
partículas, etc. Así p. ej. un aumento del caudal a tratar de un 10 % por encima del de diseño puede aumentar la
concentración de polvo a la salida en un 50 %. Por esto debe cuidarse infiltraciones de aire o gases en el equipo que
incrementan inútilmente los caudales a tratar.
Si las velocidades resultan muy pequeñas, por debajo de los valores indicados, pueden aparecer problemas de
distribución del flujo de gases o de sedimentación de polvo en los sistemas de entrada al precipitador. Estos pro-
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 39.

blemas se pueden remediar mediante dispositivos de cierre que permitan sacar de servicio partes del precipitador
durante los momentos de poco caudal.
En el caso de tratamiento de gases de escape de procesos de combustión la calidad del combustible determina,
en parte, la calidad de las pavesas recogidas y, por lo tanto, la eficiencia del precipitador.
Algunas aplicaciones especiales, acondicionantes.
Se pueden agregar agentes químicos para conferirle al polvo características apropiadas, en particular una re-
sistencia específica adecuada.
La humedad no sólo reduce la resistencia específica de muchos humos y polvos con temperaturas menores de
120 á 150 ºC sino que también aumenta el efecto de los agentes químicos acondicionantes. El agua se agrega por
rociado, por chorros de vapor o mojando los materiales antes de su ingreso al precipitador , es muy importante el
diseño de los sistemas de inyección de agua, el diseño adecuado de la cámara y el control de la temperatura, cuanto
menor es ésta mejor es el efecto acondicionante; en caso contrario un exceso de agua puede llevar a formar tortas de
polvo en el precipitador.
Los principales agentes químicos acondicionantes son el trióxido de azufre, el ácido sulfúrico, el amoníaco, el
sulfato de amonio, la trietilamina y compuestos del sodio y de metales de transición.
El mecanismo de acción del trióxido de azufre y ácido sulfúrico sería la condensación y adsorción sobre las
partículas, incrementando la cohesión de las mismas y reduciendo la resistencia específica. El manejo de ambas
substancias es complicado, dada su corrosividad y toxicidad, normalmente se las inyecta en la zona de entrada al
precipitador.
Ni el mecanismo de acción del amoníaco ni el del sulfato de amonio son claros. Se propone que modifican la
resistencia específica, aumentan la cohesión y el efecto de carga espacial. El sulfato de amonio a temperaturas por
encima de los 300 ºC se disocia en amoníaco y trióxido de azufre.
En el caso de la trietilamina faltan datos experimentales, se sostiene que aglomera a las partículas.
Los compuestos del sodio son acondicionantes naturales que se agregan al carbón , en cambio al inyectarlos
son modificadores de la resistencia específica si se los inyecta en la corriente del gas de escape.
Los compuestos de metales de transición actuarían catalizando la transformación del dióxido de azufre en
trióxido, pero faltan trabajos al respecto.
El sulfato de potasio y el cloruro de sodio se emplean en la industria del cemento como modificadores de la
resistencia específica al inyectarlos en la corriente gaseosa, el cloruro de sodio se usa como acondicionador natural
agregado al carbón.
Los agentes acondicionantes permiten resolver problemas tanto de resistencias específicas muy grandes como
muy pequeñas, pero no son la panacea universal y deben ser estudiados cuidadosamente antes de adoptarlos. La
cantidad de acondicionante a agregar depende de cada caso en particular.
Cuando hay posibilidades de explosión, o bien con polvos pegajosos o de muchas resistencia específica se tra-
baja con precipitadores en húmedo, que mencionamos antes al tratar los sistemas de vibración. Se pueden usar solos
o junto con separadores en húmedo. Sirven para partículas y para ciertos compuestos gaseosos muy solubles, como
los fluoruros. Retienen nieblas de ácido sulfúrico y también materia orgánica condensable, tratan gases de coquería,
de alto horno, de cubilotes, de celdas de electrólisis de aluminio, etc.
Cálculo
Para el cálculo para predecir la probabilidad de recolección se emplea aún hoy la expresión original de
Deutsch, publicada en 1.922 :
 A 
Ef x 1 e
w( x )
 Q ( 1)
donde:
Efx = eficiencia de recolección del precipitador electrostático para partículas de diámetro x,
A = superficie total del electrodo de recolección,
Q = caudal de gases,
w(x) = velocidad de migración de las partículas de diámetro x,
e = base de los logaritmos naturales.
Al cociente A/Q se lo conoce como superficie específica de recolección, [28].
El principal problema de la fórmula de Deutsch es que los aerosoles industriales no son monodispersos, es
decir las partículas que los constituyen tienen diferentes diámetros y que, además, la distribución de esos diámetros,
es decir la granulometría del polvo, cambia a medida que el gas se mueve dentro del precipitador. Tampoco tiene en
cuenta la turbulencia del gas, ni el arrastre de partículas ya depositadas y presume que las condiciones eléctricas son
uniformes dentro del equipo.
No resulta posible el tratamiento matemático teórico del arrastre de partículas depositadas ni de las fugas de
gas, además son desconocidas la mayoría de las propiedades físicas y químicas de las partículas y los gases reales.
Cuando w(x) se determina experimentalmente para un aerosol dado incluye en sí los efectos de la variación de
los diámetros, el arrastre de las partículas depositadas y la turbulencia del gas, etc.
Como idea general se puede considerar w = 0,036 m/s para polvos con gran resistencia específica, p. ej. pave-
sas de la combustión de carbón con poco azufre y polvo de hornos de cemento, y 0,086 m/s si la tienen pequeña.
La forma más comúnmente usada es la derivada semiempíricamente por Matts y Öhnfeldt:
.40 Gases de escape, su medición y tratamiento.
 Aw 
k
k

Ef1 e  Q  (2)
donde:
Ef = eficiencia de recolección del precipitador electrostático,
wk = velocidad modificada de migración de las partículas,
k = parámetro adimensional,
el resto de las variables fue definido para la ecuación (1) de Deutsch.
El valor del exponente k depende de cada caso en particular, suele variar entre 0,4 ý 0,6, para pavesas vale en
general 0,5. Para k=1 ambas expresiones se igualan.
En cada caso en particular, para un precipitador dado, se puede suponer que el valor de wk es independiente de
la granulometría de las partículas dentro del precipitador, de la intensidad de la corriente de carga y de su voltaje. Si
varían las características químicas o físicas del gas o de las partículas wk variará como lo hace la w según Deutsch.
Aunque no es generalizable, el valor de wk suele variar entre 10 ý 30 cm/s, [28].
Según el Sr. Vatavuk se pueden tabular las velocidades de migración de la partículas, en cm/s como sigue:
Para precipitadores en vía húmeda, con electrodos de recolección planos y de descarga en forma de alambres:
Fuente de las partículas (1) Eficiencia de diseño, %
95 99 99,5 99,9
Pavesas de carbón bituminoso 31,4 33,0 33,8 24,9
Pavesas de carbón sub bituminoso en calderas con 40,0 42,7 44,1 31,4
llama tangencial
Otros carbones 21,1 21,4 21,5 17,0
Horno de cemento 6,4 5,6 5,0 5,7
Vidriería 4,6 4,5 4,3 3,8
Siderurgia: polvo de planta de sinterización con 14,0 13,7 13,3 11,6
precolección mecánica
(1) En todos los casos se supuso temperatura = 93ºC
Y para precipitadores con electrodos de recolección planos y de descarga en forma de alambres:
Fuente de las partículas Eficiencia de diseño, %
95 99 99,5 99,9
Pavesas de carbón bituminoso (1) SR 12,6 10,1 9,3 8,2
CR 3,1 2,5 2,4 2,1
Pavesas de carbón sub bituminoso en calderas con SR 17,0 11,8 10,3 8,8
llama tangencial (1) CR 4,9 3,1 2,6 2,2
Otros carbones (1) SR 9,7 7,9 7,9 7,2
CR 2,9 2,2 2,1 1,9
Horno de cemento (2) SR 1,5 1,5 1,8 1,8
CR 0,6 0,6 0,5 0,5
Vidriería (3) SR 1,6 1,6 1,5 1,5
CR 0,5 0,5 0,5 0,5
Siderurgia: polvo de planta de sinterización con SR 6,8 6,2 6,6 6,3
precolección mecánica (1) CR 2,2 1,8 1,8 1,7
Papel kraft: caldera de recuperación (1) SR 2,6 2,5 3,1 2,9
Pavesas de incineración (4) SR 15,3 11,4 10,6 9,4
Cobre: horno de reverbero (5) SR 6,2 4,2 3,7 2,9
Cobre: convertidor (6) SR 5,5 4,4 4,1 3,6
Cobre: tostador (7) SR 6,2 5,5 5,3 4,8
Planta de coque: pila de combustión (8) SR 1,2 (9) --- --- ---
SR = sin retrocorona
CR = con retrocorona
(1) A 150 ºC. Los valores pueden diferir mucho de los tabulados, según las condiciones particulares en el horno o la
caldera, naturaleza química de las pavesas y disponibilidad de agentes acondicionantes naturales, p ej. humedad en
la corriente de gases. Probablemente los valores están en el intervalo desde corona inversa hasta sin corona inversa.
(2) A 316 ºC (3) A 260 ºC (4) A 120 ºC (5) 230 á 300 ºC
(6) 260 á 370 ºC (7) 316 á 350 ºC (8) 182 á 230 ºC
(9) Sólo se dispone de datos para concentraciones de entrada en el intervalo 0,02 á 0,2 g/m3 y para eficiencias de
menos del 90%.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 41.

Normalmente los fabricantes tienen sus propias ecuaciones y valores de coeficientes, también existen progra-
mas de computadora más o menos elaborados, o bien se puede trabajar con modelos a escala piloto, pero el pro-
blema está en el cambio de escala y la selección de los coeficientes apropiados para hacerla.
Una vez calculada la superficie de electrodos de recolección necesaria se deben calcular las restantes dimen-
siones del aparato.
Así el número de conductos paralelos en los que se divide el aparato viene expresado por
Q
n (3)
V . H.d
donde:
n = número de conductos para el pasaje de los gases,
Q = caudal de gases, en m3/s,
V = velocidad de tratamiento de los gases, m/s,
H = altura de las placas que forman el electrodo, m,
d = distancia entre las placas, m.
La velocidad V de tratamiento es una función de la resistencia específica de las partículas, en general varía
entre 1,0 ý 1,5 m/s, aunque para determinadas situaciones no debe superar 1,2 m/s.
La distancia d entre electrodos depende del tipo de placa usada, de la clase de polvo y de la mejor distribución
posible de velocidades a través del equipo. Cuando se usan electrodos de descarga del tipo de alambre suspendido el
espaciamiento d entre placas de los electrodos de recolección suele variar entre 15 y 38 cm, para electrodos de
descarga montados en marcos rígidos d varía entre 30 ý 36 cm; se estaría procurando aumentar el valor de d.
La altura de las placas está condicionada por la velocidad del gas y por razones estructurales y de diseño, p. ej.
disponibilidad de espacio. Normalmente varía entre 7,2 ý 14,4 m. Al respecto se define lo que podríamos llamar un
coeficiente de esbeltez, como la relación entre el largo efectivo del conducto de pasaje de gases y su correspondiente
altura; debe ser suficientemente grande como para asegurar la recolección del polvo arrastrado por erosión desde la
sección de entrada y las secciones medias del precipitador. Normalmente este coeficiente varía entre 0,5 ý 1,5, pero
para equipos de gran eficiencia, p. ej. mayores al 99%, su valor debe superar 1,0 ó 1,5, llegando á 2.
El ancho de la cámara está determinado por el número de los conductos recién mencionados.
Se puede dividir mecánicamente al precipitador
transversalmente de la dirección de flujo en cámaras, que pueden
aislarse una de otra, y a lo largo de la dirección del flujo en una
serie de campos, como tratamos de aclarar en la figura 15.

Fig. 15. División de un precipitador electrostáico en

sectores.

Limitando el número total de conductos por unidad se puede mejorar el aprovechamiento de la energía y au-
mentar la confiabilidad.
El número de cámaras en un campo depende del número de conductos, calculado éste con la (3). A su vez el
número de campos depende del grado de confiabilidad deseado, de las limitaciones de espacio en el lugar y de la
facilidad relativa para distribuir los gases entre los campos.
El largo del precipitador puede calcularse mediante la expresión siguiente:
A
L (4)
cámaras conductos
Nº de campos H 2
campo cámara
donde:
L = longitud de la zona de tratamiento,
A = superficie total del electrodo de recolección,
H = altura de las placas que forman el electrodo, m,
Las secciones mecánicas del precipitador resultan del número de cámaras y de campos del mismo, a su vez la
selección de las tolvas se basa en las secciones mecánicas.
La manera de dividir en secciones el sistema de suministro eléctrico se puede entender mejor a partir de la figura 16.

Fig. 16. Esquemas de

división eléctrica de un
precipitador.
.42 Gases de escape, su medición y tratamiento.

La densidad de potencia eléctrica se suele seleccionar en función de la resistencia específica de las partículas,
p. ej. para pavesas se pude tabular (EPA): densidad de energía para diseño
resistencia específica, densidad de potencia,
ohm - cm w/m2 de placa de recolección
104 - 7 40
107 - 8 30
109 - 10 25
1011 20
1012 15
>1012 10
Conociendo la potencia eléctrica y el voltaje se puede estimar la densidad de corriente.
El sistema transformador-rectificador se diseña para proveer una pequeña densidad de corriente en la entrada,
donde la supresión de la carga espacial en la corona tiende a reducir la eficiencia de separación, y una densidad de
corriente más grande a la salida, donde, si bien el porcentaje de finos es mayor, la corriente de gases está más lim-
pia, permitiendo mayor densidad de corriente. P. ej. , para separaciones de electrodos de 23 cm el voltaje promedio
de operación puede encontrarse entre 25 y 45 kV en precipitadores para separar pavesas, que trabajan a temperaturas
menores y entre 20 ý 35 kV cuando lo hacen a temperaturas elevadas.
La pérdida de carga en un precipitador electrostático es muy reducida, dada la pequeña velocidad de los gases,
Según el Sr. Vatavuk se pueden considerar como pérdidas de carga , en mm de columna de agua:
Pérdidas típicas de carga
Componente pequeña grande
Difusores 0,25 2,3
Transición de entrada 1,8 3,6
Transición de salida 0,18 0,38
Protuberancias de los electrodos de 0,015 3,1
recolección (1)
Electrodos de recolección 0,008 0,20
Total 2,25 9,6
(1) Tienen como objeto disminuir el arrastre del polvo retenido, y dar resistencia mecánica a las placas que forman
los electrodos.
Labahn y Kaminsky informan valores totales de pérdida de carga de 5 á 10 mm, lo que es coincidente. Además
estos autores sugieren estimar un consumo total de 0,1 á0,5 kW/1.000 m 3 de gas tratado.
---o---

Separación de partículas mediante líquidos.

Mediante el empleo de líquidos se pueden separar de una corriente gaseosa tanto partículas, sólidas o líquidas,
como gases o vapores; pero los mecanismo actuantes en cada caso son totalmente diferentes. En este capítulo nos
limitaremos a considerar la separación de partículas, en otro trataremos de la absorción de gases y vapores en
líquidos.
Al ponerse en contacto las partículas con un líquido forman un agregado partícula - líquido, aumentan su masa
y al conjunto se lo separa de la corriente gaseosa por un mecanismo físico adecuado, p. ej. usando la fuerza
centrífuga o la impactación inercial.
Entonces los separadores de partículas mediante líquidos constan de dos partes diferentes: la que produce el
contacto de las partículas con el líquido y la que separa el líquido de la corriente gaseosa, [28].
En primer lugar repasemos algunas ideas teóricas sobre los principales fenómenos intervinientes, luego tra-
temos algo sobre los equipos para hacerlo y, finalmente, veamos algunas consideraciones sobre el conjunto del sis-
tema necesario, incluyendo el manejo de los líquidos.
Ideas teóricas.
Aunque el líquido puede tomar la forma de láminas o chorros, normalmente está en forma de gotitas y se forma
un aglomerado gotita - partícula como consecuencia del impacto de la partícula sobre la gotita y su aglomeración
posterior.
Normalmente las partículas, cuya captura tiene mayor interés, tienen diámetros de 0,1 á 10 m y las gotitas los
tienen de 100 á 800 m, por lo que actúan como un verdadero obstáculo, además, las velocidades de las gotitas y las
de las partículas son muy diferentes, [70].
Los mecanismos de captura de partículas por líquidos son fundamentalmente: la impactación inercial, para las
partículas mayores dentro del intervalo de tamaños mencionado, y la difusión browniana, para las menores.
En la figura 1 hemos tratado de representar ambos fenómenos, tratando de guardar las proporciones geomé-
tricas medias entre las partículas y las gotitas.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 43.

Fig. 1. Proporciones geométricas medias entre las partículas y las gotitas y separación por impactación iner-
cial y difusión browniana.
Pasemos a explicar algunos conceptos teóricos relacionados con estos mecanismos.
1) La impactación inercial se origina en la inercia de las partículas, que les impide seguir la trayectoria media
de las moléculas del gas cuando ésta se desvía bruscamente como consecuencia de un obstáculo.
La eficiencia de la impactación está relacionada con tres números adimensionales, [28] y [70]:
C d p2 v
I) un parámetro de inercia, o número de Stokes, que mide la movilidad de la partícula: p (1)
18 dg
donde: es el parámetro de inercia o número de Stokes, adimensional;
C el factor de Cunningham, adimensional,
dp el diámetro de la partícula,
p la densidad de la partícula,
v la velocidad relativa entre la partícula y la gotita,
la viscosidad del gas,
dg el diámetro de la gotita.
Según el tamaño de las partículas se puede corregir mediante el factor de Cunningham, C , cuyos valores en
función del diámetro de la partícula transcribimos en la tabla 1, [28]:
dp ( m) 0,01 0,1 0,5 1,0 10,0
C 22,3 2,9 1,33 1,16 1,01
Tabla 1. Factores de corrección según Cunningham, [28].
v dg
II) el número de Reynolds, que caracteriza el campo de la corriente: Re (2)

donde: densidad del gas,

el resto ya fue aclarado
III) la relación entre las densidades de la partícula y del gas p (3)

De la fórmula (1) resulta que la eficiencia de la impactación es proporcional al cuadrado del diámetro de las
partículas, por lo que crece mucho al hacerlo dicho diámetro, también crece con la velocidad relativa, y la densidad
de la partícula, que suele variar entre 0,2 g/cm3 para agregados más o menos floculentos y partículas huecas hasta
unos 3,0 g/cm3 para partículas metálicas, [70]. Como vemos resulta inversamente proporcional al tamaño de la gotita.
La temperatura influye poco, a través de la viscosidad del gas.
.44 Gases de escape, su medición y tratamiento.

2) La difusión browniana: es consecuencia de los choques de las moléculas del gas sobre la superficie de la
partícula, como tales choques se producen al azar, la resultante de los mismos cambia instante a instante y origina
que la trayectoria real de la partícula sea zigzagueante en torno a la trayectoria media, que corresponde a la media de
las moléculas del gas.
La difusión browniana es importante para partículas menores de 0,2 m que pasen muy próximas al obstáculo,
sean gotitas, sea una lámina líquida; su eficiencia es directamente proporcional a la temperatura absoluta, [70].
3) Difusoforesis: cuando hay condensación de vapor sobre las gotitas se produce un flujo neto de materia hacia
la superficie de las mismas, resultando una diferencia de concentración del gas en función de la distancia a la gotita,
sería menor cuanto más cerca estemos de la gotita, que implica un desbalance de los choques moleculares
gas/partícula, que hace que ésta se dirija hacia la gotita. Lo inverso ocurre si hay evaporación del líquido de las go-
titas,[70]. En la figura 2 hemos tratado de representar dicho fenómeno.

Fig. 2. Intento de representación de los fenómenos intervinientes en la difusoforesis.

4) Termoforesis: resulta de gradientes de temperatura, las moléculas del gas que vienen del lado más caliente
tienen velocidades mayores y transfieren mayor cantidad de movimiento a las partículas que, por lo tanto se dirigen
hacia la parte más fría, [70].
La difusoforesis y la termoforesis se podrían considerar como casos particulares de la difusión browniana.
Como consecuencia de la acción combinada de todos estos fenómenos la eficiencia es variable según el tamaño
de las partículas, tiene un mínimo entre 0,2 ý 0,5 m, intervalo en los que los efectos de la impactación inercial

y de la difusión browniana son mínimos. Es lo que

tratamos de representar en la figura 3, adaptada a
partir de [70].

Fig. 3. Eficiencia de separación en función del

diámetro de las partículas, adaptada a
partir de [70].

Hay una compleja relación entre consu-

mo de energía y eficiencia de retención de par-
tículas, en todo caso la eficiencia crece al ha-
cerlo el consumo de energía, en el caso de los
separadores tipo Venturi la relación suele ser
logarítmica [71], p. ej. en la figura 4 hemos es-
quematizado tal relación, curvas de este tipo se
deben trazar para cada modelo de aparato en
particular.

Fig. 4. Curva típica de eficiencia de tubos

Venturi, simplificada a partir de
[71].

Conocida la distribución granulométrica del aerosol a separar se calcula la eficiencia total de separación
como promedio ponderado de la de los respectivos diámetros. Los separadores tipo Venturi se usan para pérdidas de
carga entre 250 mm col. agua y 2.000 mm col. agua. Aunque pueden usarse para mayores pérdidas de carga no suele
hacérselo porque indicaría que este tipo de separadores sería inaplicable.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 45.

Los valores más comunes oscilan entre 500 ý 1.500 mm de col. de agua, como podemos ver en la tabla 2 [71].
Aplicación Pérdida de carga (mm de agua)
Calderas
carbón pulverizado 380 á 1.000
carbón de pala 250 á 300
Incineradores
barros de clarificación 460 á 510
efluentes líquidos 1.300 á 1.400
residuos sólidos
municipales, patológicos, de hospitales 250 á 510
Hornos
de cal 380 á 640
carbonato de sodio anhidro (soda ash) 510 á 1.000
cloruro de potasio 760
Procesamiento del carbón
secaderos 640
trituradoras 150 á 510
Secaderos
rociado en general 510 á 1.500
rociado de alimentos, lecho fluido 510 á 760
Minería
trituradoras, zarandas, puntos de transferencia 150 á 510
Siderurgia
cubilotes, hornos eléctricos 762 á 1.300
altos hornos 510 á 760
hornos de coque, preparación de arena 250
Metalurgia de no ferrosos
fundición de zinc, cobre o latón 510 á 1.300
operaciones de sinterizado 510
reducción de aluminio 1.300
Asfalto
secado en plantas por lotes 250 á 380
puntos de transferencia 150 á 250
Vidrio
recipientes, plano 640 á 1.500
borosilicato 760 á 1.500
Cemento
horno de proceso en húmedo 250 á 380
puntos de transferencia 150 á 300
Tabla 2. Pérdidas de carga de los separadores tipo Venturi empleados en diferentes industrias, [71].
Aparatos empleados para la separación de partículas mediante líquidos.
Es muy difícil hacer una clasificación útil de los sistemas. Incluso un mismo aparato puede ser operado con
pequeñas o grandes pérdidas de carga. Básicamente se los puede diferenciar por su construcción, así aparecen las
torres de lavado, los lavadores de chorro, los tubos de Venturi, los lavadores por rotación, etc.
En todos los casos la eficiencia resulta proporcional al consumo de energía; lo que resulta bastante lógico pues
el principio físico fundamental parece ser, en todos los equipos, la impactación inercial, la que se ve favorecida con
una mayor velocidad relativa entre el agua y el gas, mayor cantidad de agua por volumen de gas tratado y la
formación de gotitas más pequeñas, todas causas de un mayor consumo de energía, [70].
Para aumentar la eficiencia de separación se puede agregar al sistema vapor de agua, a razón de unos 0,5 kg de
vapor por metro cúbico de gas, actúa por condensación, pero sólo lo hace eficientemente en aquellos aparatos en los
que el tiempo de permanencia es suficientemente largo, lo que no permite predecir la eficiencia.
El otro problema grave de estos sistemas es que generan un líquido contaminado con partículas que se deberá
usar para algo o, si no queda otro remedio, se tratará y / o dispondrá convenientemente. Recirculando el líquido de
lavado se puede reducir la cantidad de efluente líquido generado, pero aumenta la turbiedad del mismo y complica
su tratamiento.
En la torre de lavado se pulveriza, mediante toberas, el líquido. Se forman gotitas que chocan con las partí-
culas fundamentalmente por inercia, aunque también algo por difusión. El límite de separación está en 1 á 3 m ,
[28], hasta 5 m, [70].
En la figura 5 hemos tratado de representar algunos tipos de torres de lavado.
.46 Gases de escape, su medición y tratamiento.

La primera es una torre simple, hueca, el líquido se dispersa mediante toberas y, formando gotitas, cae en
contracorriente con el gas, que asciende.
Para aumentar el contacto entre el líquido y el gas, en la segunda torre se han agregado placas, con lo que se
procura formar una serie de cortinas líquidas y aumentar la eficiencia, por fin, en la tercer columna se han agregado
cuerpos de relleno, como éstas se usan fundamentalmente para la absorción de gases, las describiremos en detalle en
el capítulo correspondiente. En los tres casos, el gas tratado pasa por un separados de gotas, antes de ser emitido, y
el líquido es recogido en el fondo y, eventualmente, recirculado, como veremos más adelante.
Estas torres también se pueden usar para un enfriamiento simultáneo del gas, para los que se les puede agregar
unos enrejados sobre los que se dirige al líquido. No obstante suele ser preferible recuperar el calor con algún
método conveniente. La pérdida de carga en estos casos es del orden de 10 á 20 mm de columna de agua [28].
Para aumentar la eficiencia de separación se recurre a torres con relleno , pero la concentración de las partí-
culas en el gas a tratar no debe pasar los 0,45 g/m 3, [70], en caso contrario se atasca la torre, para evitar el problema
se puede lavar la torre con una cantidad adicional de agua, [4], o se han usado cuerpos de relleno muy livianos,
esferitas huecas de material plástico, que flotan en el gas siendo retenidas mediante unas rejillas al efecto, [70].
Según el Prof. Löffler, [28], la eficiencia aumenta con la velocidad de pasaje del gas hasta un cierto límite, que
sería de aproximadamente 1,5 m/s, pasado el cual ya casi no aumenta la eficiencia. Tampoco se justifican lechos de
relleno de más de 200 mm de espesor, con los que se alcanzan eficiencias aceptablemente elevadas, de más del 95%,
para partículas de más de 3 m. Coincidentemente la EPA, [70], informa que la eficiencia es muy pequeña para
partículas de menos de 2 m, se la puede mejorar cambiando la velocidad del gas, la altura y el tipo de relleno, pero
la relación gas / líquido no sería de importancia.
Según Labahn y Kaminsky , [4], la altura del relleno amontonado es de unos 50 cm, la cantidad de agua de
rociado de 0,2 á 0,3 l/m3 de gases, la velocidad de pasaje de los mismos, referida a sección de paso libre, o sea sin
rellenos, de 1,5 á 2 m/s, teniendo unos 60 á 80 mm de pérdida de carga.

Fig. 5. Torres de lavado.

En los lavadores por rotación el líquido se distribuye mediante un sistema rotante. El límite de separación
está en 1 m, dependiendo del consumo de líquido, que oscilaría en torno al litro de agua por metro cúbico de gas
tratado según Löffler y entre 0,1 ý 0,3 l/m3 para los ciclones de pared húmeda, [12]. Estos aparatos son especial-
mente útiles para gases con mucho polvo. Usando lavadores por rotación en dos etapas sucesivas se puede aumentar
algo la eficiencia, pero sigue siendo relativamente pequeña para partículas de menos de 0,8 m. En la figura 6
vemos algunos esquemas de estos aparatos.

Fig. 6 Ciclón húmedo y lavadores por rotación.

En los lavadores de chorro o, más precisamente, eyectores el líquido a presión arrastra al gas. La velocidad
del líquido en la salida de la tobera es de 25 á 35 m/s y la del gas de 10 á 20 m/s, se usan entre 5 ý 50 l de líquido
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 47.

por metro cúbico de gas. Son poco sensibles a las variaciones de caudal del gas, pero con un caudal constante de
líquido una reducción del de gas hace aumentar la eficiencia de separación. Se pueden esperar eficiencias superiores
al 80% para partículas de más de 1,5 m, con lavadores de una etapa, y del mismo orden pero para partículas de más
de 1 m si se usan dos etapas.

Fig. 7. Lavador Venturi y eyectores.

En el caso de los tubos de Venturi se agrega el líquido en la garganta de los mismos. Para velocidades de
unos 100 m/s se pueden lograr límites de separación de 0,1 m, con un consumo de uno a tres litros de líquido por
m3 de gas. El líquido se inyecta en la garganta, en general a presión baja; para lograr una buena dispersión del lí-
quido se requieren que el gas sufra una pérdida de carga de unos 1.000 á 2.000 mm de columna de agua, lográndose
buenas eficiencias, superiores al 95% para partículas de unos 0,25 m, pero a costa de un consumo de energía muy
grande.
La eficiencia de separación aumenta al hacerlo la velocidad en la garganta y la cantidad de líquido, consi-
guientemente la energía gastada.
Consideraciones operativas.
No olvidar que el sistema incluye no sólo la parte de tratamiento de gases propiamente dicho sino también todo
lo que hace al movimiento, y eventual tratamiento, de los líquidos: bombas, tanques de reserva, agregado de
reactivos químicos, extracción y tratamiento de barros, etc.
El líquido puede usarse una sola vez o bien recircularse.
La recirculación requiere, generalmente, más equipamiento, los sólidos tienen tendencia a formar depósitos,
obstrucciones y erosionar bombas, toberas, etc. , eventualmente pueden aparecer substancias corrosivas.
Para evitar esto a veces se purga parte del líquido que recircula, en general entre un 2 ý un 5% del total, otras
veces se reemplaza periódicamente la totalidad del líquido, lo que origina cambios abruptos de su calidad.
También se suele tratar el líquido para conferirle condiciones adecuadas, p. ej. para que no genere espumas se
le agregan antiespumantes; como normalmente se acidifica, para que no sea corrosivo se ajusta su p H mediante al-
calinizantes; para evitar el arrastre de sólidos se recurre a la coagulación, floculación y filtración de los mismos, etc.
Tanto la purga como el ajuste de las condiciones físicas y químicas del líquido se pueden hacer en el tanque de
acumulación, a veces reemplazado por una laguna al efecto, e incluso en el fondo del mismo equipo.
Generalmente hay que sumar, a las purgas, las pérdidas de líquido por evaporación, fugas, etc. Por lo tanto se
debe introducir líquido nuevo en el sistema, normalmente se lo agrega en el tanque de acumulación o la laguna. El
líquido nuevo puede ser agua de proceso, agua subterránea, agua de la red municipal, etc., en todos los casos, con-
venientemente tratada.
Las ventajas de la recirculación, frente al uso del agua por única vez, serían: 1) menor consumo de agua, 2)
mayor facilidad para ajustar las condiciones del líquido antes de su ingreso al separador de partículas, 3) menores
costos operativos en la mayoría de los casos. Sus desventajas comparativas serían 1) la mayor complejidad del sis-
tema, 2) los mayores costos de inversión.
Si los gases están calientes se los debe enfriar, sobre todo para evitar el deterioro de los materiales, para ello se
puede: 1) recuperar el calor en intercambiadores al efecto, es la solución ideal, 2) usar un enfriador evaporativo,
normalmente una columna por cuya parte superior se inyecta el líquido mediante toberas, un 85% del mismo se
evapora, por lo que resultan muy pocos efluentes líquidos del equipo; ó 3) emplear un pre - saturador o "apagador"
(quencher) que es simplemente una cámara pequeña inmediatamente antes del separador de partículas, en ella se
inyecta el líquido limpio.
Todo el sistema se completa con válvulas de seguridad, sistemas de regulación y control, bombas, ventiladores, etc.
En la figura 8 hemos tratado de representar sistemas de estos tipos, independientemente del tipo particular de
separador empleado.
.48 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Figura 8. Sistemas para la separación de partículas mediante líquidos.

Dios mediante, continuará...

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María y a mis Padres.
Bs. As. 18-VII-2.001.
Ing.Juan Manuel Sánchez.
Absorción.
Es la operación unitaria por la cual uno o más componentes solubles de una mezcla gaseosa son disueltos en un
líquido, llamado solvente.
Puede ser meramente física, cuando la substancia se disuelve en el solvente sin reaccionar químicamente, o ser
una absorción con reacción química, si se disuelve y además reacciona químicamente.
El componente gaseoso, llamado soluto, que pasa al líquido lo hace hasta alcanzar la concentración de equili-
brio en las condiciones dadas, llamada concentración de saturación.
Normalmente se emplea la absorción para la separación de gases o vapores inorgánicos, raramente para los
orgánicos.
La posibilidad de usar a la absorción depende de :
1. disponibilidad del solvente adecuado,
2. eficiencia requerida,
3. concentración del contaminante en el gas de escape a tratar,
4. caudal de gases a tratar,
5. valor de recuperación del contaminante, costo del tratamiento o disposición final del solvente agotado.
La eficiencia de la absorción depende de :
a. propiedades del gas y del líquido (solvente):
a.1. viscosidad,
a.2. densidad.
b. características del contaminante (soluto) en el gas y en el líquido:
b.1. difusividad,
b.2. solubilidad en el equilibrio.
Las condiciones a. ý b. dependen de la temperatura, a menor temperatura mayor será la eficiencia de la absor-
ción.
c. superficie de contacto entre el gas y el líquido.
d. relación entre las cantidades del líquido y del gas.
e. concentración del contaminante en el gas.
f. concentración del contaminante en el líquido.
Aumenta la eficiencia si lo hace la superficie de contacto, la relación gas / líquido y la concentración en el gas
de la substancia a absorber y si disminuye la concentración de la misma en el líquido.
Mientras a. ý b. dependen del sistema soluto - solvente y de la temperatura; c., d., e., ý f. dependen del equipo
utilizado.
Puede aumentarse la eficiencia logrando reducir la concentración de la substancia en el líquido, por reacción
química; en general, en ese caso, el limitante de velocidad es la absorción física.
La velocidad de la transferencia de masa desde el gas al líquido depende de:
1. superficie de líquido expuesta al gas,
2. tiempo de contacto,
3. diferencia de concentración real y concentración de saturación del contaminante en el líquido,
4. solubilidad del gas,
5. reacción química.
Una ventaja especial de la absorción es que permite tratar con muy buen rendimiento a los gases de escape con
cargas muy altas y también mezclas con composiciones fluctuantes y de muy diferentes tipos . Para corrientes de
gases de escape de este tipo la absorción es superior a la adsorción.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 49.

La absorción es apropiada para caudales pequeños y medianos de gases. También se la emplea para grandes
caudales de gas cuando, por razones fisicoquímicas , no se pueden emplear otros procesos, p. ej. para una serie de
substancias inorgánicas como el amoníaco (NH3), el cloruro de hidrógeno (HCl) o el dióxido de azufre (SO2).
Con absorción se pueden obtener altos grados de pureza del gas de escape. También dejan substancias recupe-
radas de buena calidad.
1) Absorción de compuestos orgánicos:
Se usa para recuperación y separación de productos en la industria pero poco para el tratamiento de gases da-
das sus limitaciones:
- disponibilidad de un solvente adecuado,
- disponibilidad de los datos del equilibrio vapor/líquido para el sistema soluto/solvente en cuestión.
En general la absorción sola no basta para este tipo de contaminantes y se puede usar junto con otros trata-
mientos, como la adsorción o la incineración.
2) Absorción de compuestos inorgánicos:
Es el uso más típico.
Se pueden tratar concentraciones de entrada que van desde unas 250 ppm hasta unas 10.000 ppm, llegándose,
en determinadas circunstancias , a eficiencias que superan el 99,9 %.
3)Solventes.
Es fundamental disponer del solvente adecuado, que debe reunir las siguientes características:
1. el gas debe ser muy soluble en el solvente;
2. tener pequeña tensión de vapor, o sea no volátil;
3. ser poco viscoso;
4. no tóxico;
5. no corrosivo;
6. no inflamable;
7. químicamente estable;
8. barato;
9. que una vez agotado sea:
9.1. fácilmente regenerable ó bien
9.2. se pueda disponer de manera aceptable.
10.disponibilidad de los datos del equilibrio vapor/líquido para el sistema soluto/solvente en cuestión.
El solvente agotado se puede:
1. tratar como líquido; si la presión de vapor del soluto en el efluente es más o menos grande (p. ej. > 0,1 mm
Hg) el soluto puede desprenderse y pasar a la atmósfera, por lo cual debe tenerse cuidado si se usan
lagunas, reactores abiertos, etc.
2. regenerar y recircular. La desabsorción, sobre todo de compuestos orgánicos, se hace por arrastre con ga-
ses (stripping) , pero es cara pues requiere una concentración final muy pequeña del soluto en el solvente
Como solventes pueden usarse substancias simples, mezclas y soluciones. P. ej. : agua, aceites minerales, so-
luciones acuosas.
Para substancias orgánicas hidrosolubles se suele usar agua.
Para substancias orgánicas no solubles en agua se suelen usar aceites minerales.
Para substancias inorgánicas se suelen usar agua o soluciones acuosas.
También para los solventes de substancias inorgánicas vale lo dicho para los usados en la absorción de
compuestos orgánicos y viceversa.
4)Equipos usados.
Configuración de los sistemas:
- corrientes paralelas : a) de igual sentido, b) de sentidos contrarios;
- corrientes cruzadas.
cuyos esquemas podemos ver en la figura 1.

Fig. 1. Configuración de los sistemas.

.50 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Características principales de cada configuración, podemos resumir:

1. corrientes paralelas e igual sentido
1.1. menor pérdida de carga,
1.2. no tiene problemas de inundación de la torre,
1.3. mejor para nieblas submicrónicas,
1.4. sólo si el gas es muy soluble en el líquido.
2. corrientes paralelas y sentido contrario
2.1. máxima eficiencia teórica,
2.2. menor relación líquido/gas que en el caso anterior,
2.3. mejor para cargas mayores.
3. corrientes cruzadas
3.1. pérdida de carga menor que para los dos casos anteriores,
3.2. menor relación líquido / gas que en los dos casos anteriores
3.3. menor tiempo de contacto, por lo tanto sólo para gases muy solubles.
5) Tipo de equipos:
Tubos de Venturi:
sobre todo para separar partículas ý SO2 ,
sólo para gases muy solubles, dado el brevísimo tiempo de contacto,
gran pérdida de carga, por lo tanto consumo grande de energía.
Torres de rociado:
las gotitas caen en el gas que asciende,
simples de operar y mantener,
relativamente poco consumo de energía,
recirculación grande de agua
mínima capacidad de transferencia de masa, por lo tanto para gases muy solubles, p. ej. SO 2 , NH3 , ó
partículas no muy chicas.
Torres de platos:
el gas burbujea en cada plato, al ascender de plato en plato,
fáciles de limpiar admiten mayores diferencias de temperatura que las de relleno,
para grandes flujos de gas:
mayor pérdida de carga,
problemas de arrastre de líquido.
se prefieren torres con relleno si:
el gas es corrosivo o ácido
las torres tienen menos de 0,6 m de diámetro,
se buscan menores pérdidas de carga.
Torres con relleno:
Ventajas:
mayor eficiencia pues es mayor la superficie de contacto entre el gas y el líquido,
mayor velocidad del líquido,
menor consumo de líquido.
Desventajas:
mayor pérdida de carga,
mayor posibilidad de obturación,
mayores costos de operación, mantenimiento y disposición final de desechos; no olvidar que el relleno
aumenta los costos de operación y mantenimiento por su reemplazo y de disposición final al
cambiarlo.
6)Partes de la torre con relleno:
En la figura 2 podemos ver un esquema de una torre con relleno y sus partes.
Tratemos de resumir las características principales de cada parte.
- Cáscara:
debe ser estanca y tener suficiente resistencia estructural y química,
según la temperatura, la corrosividad y otras propiedades de los gases y del solvente, puede ser de plásti-
co, aleaciones especiales, cerámicos antiácidos, acero recubierto o no con pinturas especiales, membranas protecto-
ras, vitrificado, etc.
- Separador de gotas o eliminador de nieblas:
evita la salida de líquido arrastrado por el gas,
en rigor son separadores inerciales de partículas líquidas, actúan por coalescencia y gravedad y se cons-
truyen como placas corrugadas o como mallas, pueden ser de metal o de plástico. En la figura 3 tratamos de repre-
sentarlos.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 51.

- Distribuidor de líquido:
para mojar parejamente el relleno y
lograr un contacto uniforme entre el gas y el
líquido.
Deben:
- distribuir parejamente el líquido,
- no obturarse ni ensuciarse,
- permitir el libre escurrimiento de los
gases,
- admitir una operación flexible.
Pueden actuar por gravedad, como las
canaletas, o por presión, como las toberas.
Las toberas pueden generar nieblas finas que
son arrastradas más fácilmente por el gas, pueden
obturarse y, en general, usan caudales mayores
para poder compensar una peor distribución del
líquido.
- Redistribuidor:
toma el líquido de las paredes y lo
vuelve al centro de la columna; en general se usa
cada 2,4 á 6 m de altura del lecho.
- Relleno:
se usan para aumentar la superficie de
contacto entre el gas y el líquido.
Su forma y el material con el que están
hechos determinan:
- área de contacto - pérdida de carga Fig.
gas/líquido 2 Esquema del corte de una torre con relleno
- peso - resistencia a la
corrosión
- resistencia mecánica - costo
Pueden ser:
- aleatorios, o sea distribuidos al azar,
- estructurados,
se arman con piezas sueltas o
son de metal conformado o bien
rejas especiales, telas metálicas, etc.
Materiales:
- cerámica: Fig. 3.
- excelente resistencia química, Separadores de gota.
- son frágiles, por lo que pueden romperse,
- buena resistencia a altas temperaturas.
- plásticos:
- pueden tener problemas con temperaturas elevadas,
- tienen resistencia química más o menos limitada,
- su resistencia mecánica también es limitada.
- metales:
- tienen resistencia química limitada, por lo que normalmente no admiten gases corrosivos,
- también es limitada su resistencia mecánica.
El problema de la resistencia mecánica limita la profundidad de los lechos de los rellenos plásticos y metálicos
a unos 60 á 75 cm.
Los rellenos estructurados tienen una pérdida de carga menor, admiten un mayor caudal del líquido y son más
caros, en general se emplean en torres grandes, aunque existen para torres de laboratorio de pocos centímetros de
diámetro.
- Placas de soporte:
aseguran un hueco debajo del lecho para lograr una mejor distribución del gas a través del mismo.
Deben:
- resistir la carga del relleno más la del líquido de mojado,
- no deben obstruir el pasaje del gas ni del solvente.
- "Sujetador" superior:
si la velocidad de pasaje del gas es suficientemente grande puede fluidificarse el lecho y "volarse" el re-
lleno, siendo posible que:
1) caiga en el distribuidor de líquido y afecte su trabajo ,
.52 Gases de escape, su medición y tratamiento.

2) se rompa,
3) se desnivele el relleno.
Ésto se evita colocando una rejilla superior sobre el lecho, que puede estar fijada a la torre o bien apoyada so-
bre el lecho, en cuyo caso está constituida por una placa perforada, pesada, flotando sobre el lecho.
7) Operación de torres con relleno:
El solvente debe fluir libremente torre abajo. Si la velocidad del gas es muy grande éste restringe el flujo del
solvente, que puede llegar a estancarse totalmente, llenando completamente el lecho de líquido y saliendo por la
parte superior de la torre, se dice que "se inundó la torre". En general no se puede operar así, se trabaja a un 60 ó 70
% de la velocidad del gas que produce la inundación de la torre.
En el otro extremo, para lograr una eficiencia adecuada se requiere un flujo mínimo de líquido que asegure que
el lecho esté totalmente mojado.
La pérdida de carga del gas es del orden de 12 á 26 mm H O cada 0,3 m de espesor del lecho.
2
A mayor temperatura del gas menor es la eficiencia de la absorción y mayor la pérdida del solvente por eva-
poración, por lo tanto si la temperatura es muy elevada se debe pre-enfriar el gas, por ejemplo por rociado con agua,
aunque siempre debe preferirse hacerlo mediante recuperadores de calor.
Se puede generar calor por:
- reacciones exotérmicas,
- calor de disociación del gas.
Para evitar un aumento excesivo de la temperatura ,si es necesario, se debe enfriar, p. ej. con intercambiadores
de calor en el interior de la torre (serpentinas).
Si como absorbente se usa agua ésta se evapora y, en general, no se necesita un enfriamiento extra.
Si existen reacciones químicas hay que asegurarse que su velocidad sea adecuada, aunque en general no es la
limitante en la velocidad de la absorción.
El solvente se suele recircular, sobre todo si es caro, como por ejemplo los aceites o las soluciones acuosas.
Antes de recircularlo se lo puede tratar, p. ej. eliminando el contaminante o bien productos de reacción, ajustando su
composición, p. ej. su pH, y agregar lo perdido por pérdidas, p. ej. por evaporación.
8)Datos necesarios para diseño:
1. caudal de gas a tratar,
2. composición cuali y cuantitativa del gas a tratar,
3. eficiencia necesaria,
4. relaciones de equilibrio solvente/soluto,
5. propiedades del gas, del o de los contaminantes y del solvente:
a. difusividad,
b. viscosidad,
c. densidad,
d. peso molecular, etc.
Fundamentalmente se determinan:
1. forma y dimensiones de la torre,
2. pérdida de carga,
3. caudal de líquido.
---o---
Adsorción.
Fundamentalmente consiste en la retención de una substancia, llamada adsorbato, sobre la superficie de un
sólido, denominado adsorbente.
Se la emplea tanto para retener compuestos orgánicos como inorgánicos, pero suele ser más usada para los
primeros.
Como adsorbentes se usan substancias que, entre otras propiedades, se caracterizan por su gran superficie es-
pecífica, es decir superficie por unidad de masa, p. ej. ciertos carbones activados tienen superficies específicas de
1.200 m2/g o algo más. Además del carbón activado se usa alúmina, o sea óxido de aluminio, zeolitas, es decir si-
licoaluminatos especialmente preparados o tratados, gel de sílice, etc. Incluso, para casos muy particulares se ha
propuesto usar directamente lignito.
Los adsorbentes pueden usarse en su estado original o bien impregnados, buscando una reacción química que
mejore la eficiencia del proceso, en estos casos suele tener lugar una adsorción con reacción química, o quimiosor-
ción.
Podríamos clasificar a los métodos según el estado de movimiento del adsorbente y su posterior tratamiento en:
1. adsorbente fijo:
1-1) con posterior regeneración,
1-2) sin regeneración posterior, normalmente o se incineran o se envían a disposición final.
2. adsorbente móvil:
2-1) rotativo,
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 53.

2-2) fluyente.
En cuanto a la operación, puede ser:
a) continua, lo que obliga a cambiar continuamente el adsorbente o bien a regenerarlo durante la marcha,
en general usando dos reactores, uno en adsorción y otro en regeneración;
b) intermitente, lo que permite o bien cambiar el adsorbente durante la detención del equipo, o bien re-
generarlo en ese mismo período.
1) Método de adsorbente fijo y posterior regeneración.
En primer lugar veamos una instalación de adsorbente fijo y regeneración, como la de la figura 1, tomada de
información de la empresa Schott Glaswerke.

Fig. 1. Instalación de adsorción.

La instalación consta de dos reactores, R1 ý R2, que alojan al adsorbente, un condensador , CO, donde al en-
friarse el vapor de regeneración, cargado con el contaminante, se condensa y por densidad se separan el agua y el
contaminante, y una caldera, CA, donde se genera el vapor de desorción
En este tipo de instalaciones mientras un reactor está en la etapa de adsorción el otro está en la de regeneración.
La regeneración, a su vez, se puede dividir en varias subetapas: en primer lugar se hace pasar un desadsorbente, en
general vapor de agua o un gas caliente, cuyas moléculas tienen tal energía cinética que permite desalojar a las
moléculas del adsorbato de los sitios de adsorción sobre el adsorbente. En el caso de usarse vapor de agua, sigue una
etapa de secado del lecho, con aire caliente, pues la humedad compite con el adsorbato y reduce la eficiencia del
proceso, luego se lo enfría, con aire frío, porque el rendimiento de adsorción es inversamente proporcional a la
temperatura del proceso. Finalmente queda listo el reactor para volver a la etapa de adsorción cuando sea necesario.
En caso de usarse aire caliente debe cuidarse de que no se formen mezclas explosivas, en cuyo caso se deberá
optar por un gas inerte caliente, p. ej. nitrógeno, o bien vapor de agua.
En la figura 2 hemos tratado de representar las diferentes etapas recién resumidas. En la mismo podemos ver
cuál es el flujo de gases en las distintas etapas y cómo se va accionando el juego de válvulas para lograrlo, en blanco
representamos las que permanecen abiertas en la etapa correspondiente, en negro las que quedan cerradas.
El proceso de adsorción se controla por tiempo o por concentración de contaminante en el gas tratado, en este
caso se detiene la adsorción y se comienza la regeneración cuando esta concentración alcanza un valor prefijado.
.54 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Fig. 2. Etapas de los procesos de adsorción y regeneración.

2) Métodos de adsorbente fijo y posterior disposición final del adsorbente.
Se emplean cartuchos cilíndricos o cajones prismáticos conteniendo el adsorbente. El adsorbente puede tomar
la forma de capas porosas constituidas por un soporte adecuado al que pegan el polvo de carbón activado.
Es necesario cuidar que se cumplan los planes de mantenimiento y se cambien los cartuchos al final de su vida
útil, lo que segúnla EPA no suele hacerse. No hay que olvidar que los cartuchos se instalan en equipos repartidos en
toda la fábrica, en lugares no siempre accesibles fácilmente y su reemplazo no suele ser sencillo.
Debe aclararse que los cartuchos filtrantes, según la circunstancias, se pueden regenerar, aunque no es el caso
tratado en este lugar.
3) Métodos de adsorbente móvil rotativo.
Es una solución apta para grandes caudales de aire con concentraciones pequeñas de contaminantes, como
pueden ser los provenientes de una cabina de pintado o bien gases con olor. En la figura 3 hemos tratado de repre-
sentar uno de tales sistemas.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 55.

Figura 3. Adsorbedor rotativo y un ejemplo de instalación.

Este equipo trabaja a medida que rota en torno de su eje, los conductos de entrada y salida de gases a tratar y
de regenerantes son fijos, a medida que en su rotación el adsorbente se enfrenta a unos u otros adsorbe el contami-
nante o bien es regenerado. En el caso de la figura, el contaminante removido durante la regeneración es quemado
en una cámara al efecto y el calor así generado se emplea para calentar el aire de regeneración.
4) Métodos de adsorbente móvil fluyente.
En estos equipos el adsorbente en polvo se mezcla en la corriente que lleva al contaminante y luego es sepa-
rado de la misma mediante un equipo adecuado, p. ej. filtros de mangas.
También los filtros de lechos de gravas, de los que hablamos oportunamente al referirnos a la separación de
partículas, se emplean para remover contaminantes por adsorción , en estos casos la grava es de un material ad-
sorbente, incluso con reacción química, como en el caso de eliminar fluoruro de hidrógeno usando piedra caliza tri-
turada, formándose feldespato, un esquema de uno de tales filtros se puede ver en la figura 2 del capítulo referido a
filtros.
5) Adsorción de substancias inorgánicas:
Para elegir el adsorbente se debe tener en cuenta:
a. la cantidad necesaria,
b. el aumento de la temperatura que resulta de la adsorción,
c. la facilidad de su regeneración,
d. su vida útil.
Se usan diferentes adsorbentes, por ejemplo con carbón activado, simple o bien impregnado, se retiene mercu-
rio, carbonilo de níquel, fosgeno; aunque generalmente hay pocos adsorbentes con buena capacidad de retención
para substancias inorgánicas.
Para el SO2 y el NH3 es apropiado el coque activado o bien el carbón activado.
El vapor de mercurio se puede retener sobre carbón activado impregnado con azufre, se forma sulfuro de mer-
curio y luego se puede recuperar el mercurio, lográndose un 95% de eficiencia en la recuperación.
El gas a tratar debe tener:
.56 Gases de escape, su medición y tratamiento.

1. humedad menor del 50%,

2. temperatura que no superen los 50 ó 55ºC,
3. ausencia de partículas,
en caso contrario se deberá tratar previamente, p. ej. filtrándolo, enfriándolo, en lo posible recuperando el ca-
lor, etc.
Se tratan concentraciones de vapores que no superen las 1.000 ppm, para el caso del carbón activado es mejor
aún que sean menores de 500 ppm.
6) Adsorción de compuestos orgánicos:
Para elegir el adsorbente se debe tener en cuenta lo dicho recién para el caso de substancias inorgánicas.
Las corrientes de gases de escape con alta concentración (p. ej. saturadas a temperatura ambiente) no pueden
ser depuradas mediante adsorción pues podrían presentarse temperaturas inadmisiblemente altas, no olvidemos que
el proceso de la adsorción es exotérmico.
Se pueden tratar gases con concentraciones de materia orgánica que van desde las partes por mil millones (ppb
norteamericano) hasta el 25% del límite inferior de explosividad, según el compuesto; excepcionalmente, según las
condiciones de seguridad del establecimiento, se admite llegar hasta 0,4 ó 0,5 del límite inferior de explosividad,
siendo función de la capacidad del lecho y del riesgo de incendios. En general el límite inferior de explosividad
corresponde a concentraciones de 2.500 á 10.000 ppm.
Por ejemplo, la acetona tiene un valor límite inferior de explosividad de 60 g/m3 , el toluol de 46 g/m3 , en-
tonces la concentración no debería ascender a más de 15 g/m 3 para la acetona ni de 11 g/m3 para el toluol. Pero por
otra parte la carga de saturación del aire con toluol, a 20ºC, es de 110 g/m 3, o sea está muy por arriba del valor
límite inferior de explosividad y holgadamente sobre el valor para el cual el adsorbedor podría usarse. Debe tenerse
cuidado especial con los aldehídos y las cetonas durante la adsorción sobre carbón activado; ya que estas substancias
son fácilmente oxidables y podrían prender fuego al adsorbedor. Es necesario un control de temperatura.
Las concentraciones de salida son del orden de 50 ppm, excepcionalmente se llega á 10 ó 20 ppm.
Si la substancia a adsorber tiene un peso molecular muy elevado su volatilidad es pequeña y la adsorción muy
fuerte, por lo que resulta muy difícil la desorción, esto limita el uso a substancias con peso molecular de menos de
130, o sea con puntos de ebullición de aprox. 200ºC.
Por su parte, si el peso molecular de la substancia a adsorber es muy pequeño, la volatilidad de la misma es
muy grande , la adsorción muy débil y la substancia no queda retenida sobre el adsorbente. Por lo que se recomienda
que el peso molecular exceda de 45.
En resumen, se emplea para retener materia orgánica con peso molecular, PM, tal que 45 < PM < 130.
Se debe evitar:
1) que el gas a tratar arrastre:
a) partículas sólidas o líquidas,
b) substancias polimerizables que al reaccionar obstruyan el lecho,
c) humedad elevada que compite en la adsorción
2) que el gas a tratar tenga temperaturas superiores a los 50 ó 55 ºC
En los casos en los que no se cumplan estos requisitos se deben hacer los pretratamientos correspondientes, p.
ej. filtrar las partículas, enfriar el gas, etc.
Se recomienda que la concentración de vapores inorgáncos no supere a las 1.000 ppm, y si se usa carbón acti-
vado no superar las 500 ppm.
7) Elementos teóricos.
La concentración de adsorbato en equilibrio es
una función de la temperatura, la presión, la especie
química del adsorbato y del tipo de adsorbente
usado. Gráficamente lo tratamos de representar en la
figura 1.
Si llamamos we a la relación de masa de
adsorbato a masa de adsorbente, en el equilibrio, y P
a la presión parcial de adsorbato en el gas, se puede
m
poner: we k . P . Que es la expresión empírica
de Freundlich, que suele usarse para la adsorción de
vapores y gases en concentraciones pequeñas y sobre
carbón activado, pero existen muchas otras Fig. 1. Isotermas de adsorción.
expresiones.
P. ej. para el benceno a unos 25 ºC, k = 0,597; m = 0,176; expresando P en psia y we en unidades cohe-
rentes. Recordemos que 1 atm. técnica = 1 kg/cm2 =14,2 psia.
Cuando hay mezclas de substancias a adsorber las de menor presión de vapor desplazan a las de mayor presión
de vapor, por lo tanto el ciclo de adsorción se calcula en base al componente menos adsorbible y el ciclo de de-
sorción al más adsorbible.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 57.

Se puede definir una adsortividad en el equilibrio como la máxima cantidad de adsorbato que puede quedar
retenida en el adsorbente a la temperatura y presión parcial de vapor del adsorbato dadas.
Se define como concentración de ruptura a la máxima concentración que se alcanza a la salida del sistema, se
fija de antemano y luego se controla. P. ej. se establece concentración. de ruptura 0,5 de la de equilibrio. Debe
notarse que a esta concentración la parte superior del lecho adsorbente sólo contiene una cantidad muy pequeña de
adsorbato, muy alejada de la adsortividad en el equilibrio.
8) Ideas para el diseño.
Para diseñar se necesitan como datos:
1) caudal a tratar;
2) masa de compuesto orgánico volátil en la entrada y en la salida, p. ej.:
las normas de emisión fijan las concentraciones admisibles a la salida,
el proceso industrial impone las concentraciones a la entrada;
3) tiempo de adsorción, o sea durante el cual el equipo está al servicio del proceso industrial, p.ej un
turno de trabajo de 8 horas;
4) capacidad de trabajo del adsorbente;
5) otros, p. ej. si el gas arrastra partículas, compuestos corrosivos, humedad, etc.
A partir estos datos se puede calcular:
1) con el caudal:
el tamaño de los reactores, de los ventiladores y los conductos;
2) con las masas de compuesto orgánico volátil a la entrada y a la salida, el tiempo de adsorción y la
capacidad de trabajo del carbón se determina la cantidad de carbón necesaria, conocida ésta se cal-
cula:
tamaño de los reactores,
tamaño de los auxiliares, como condensadores, separadores, etc.,
cantidad de carbón a reponer al final de su viuda útil, en general de unos 5 años,
3) si los compuestos son corrosivos se deben elegir los materiales adecuados,
4) si existe humedad o partículas en los gases a tratar se deben instalar los preseparadores necesarios.
Según los tiempos de adsorción y desorción y la configuración del sistema, o sea con uno o múltiples reactores
en serie o en paralelo, se determina el ciclo de trabajo y a partir de él se verifica la cantidad de carbón necesario y
los sistemas de desorción.
La adsorción es adecuada tanto para pequeños como grandes caudales de gases de escape. Si se los compara
con la absorción, los costos de inversión generalmente son más bajos. Para caudales muy grandes de gases de es-
cape (por encima de 100.000 m3/h) y concentraciones bajas se emplea generalmente la adsorción. Cuando el ad-
sorbente se regenera con vapor de agua, el desorbato contiene agua que en general debe ser separada antes de la
reutilización.
Para la recuperación de solventes se suele recomendar:
1. concentración de solvente a la entrada del equipo: 1 á 50 g/m3 N,
2. temperatura del gas a tratar: la menor posible, <50ºC,
3. presión ambiente, o similar,
4. humedad relativa del gas a tratar < 60 %,
5. dimensiones típicas del adsorbedor:
tiempo de contacto 2 á 4 s
velocidad lineal del gas 0,05 á 0,4 m/s
profundidad del lecho de carbón activado 50 á 150 cm.
---o---
Condensación.
Condensación: uno o más compuestos volátiles se separan de una mezcla por saturación seguida de cambio de
fase.
Generalmente se la emplea como pretratamiento, p. ej. antes de la adsorción o la incineración.
También se la puede emplear para eliminar componentes corrosivos o que puedan afectar de alguna forma a la
operación del tratamiento siguiente, o para recuperar componentes valiosos antes de la combustión.
Los sistemas pueden ser : no refrigerados o refrigerados .
No refrigerados: recuperación de materias primas y de productos en la industria química; pretratamiento de
gases de escape antes de incineración o de adsorción.
Refrigerados: tratamiento para concentraciones de compuestos orgánicos volátiles mayores de 5.000 ppm, p.
ej. procedentes de terminales para combustibles, depósitos, etc. Son los que, eventualmente, se usan para el trata-
miento de gases de escape.
El cambio de fase se puede hacer:
1) a temperatura constante y subiendo la presión;
2) a presión constante, en general igual a la atmosférica, y bajando la temperatura.
Veamos el 2º caso, que suele ser el empleado para tratamiento de gases de escape.
.58 Gases de escape, su medición y tratamiento.

La temperatura para la que se alcanza la concentración de saturación se llama punto de rocío. Si se enfría una
substancia hasta una temperatura por debajo del punto de rocío se condensará tanto vapor cuanto sea necesario hasta
alcanzar nuevamente la concentración de saturación a la temperatura inferior. Si existen varias substancias en el aire
o en el gas entonces se debe considerar el equilibrio real de fases de los componentes particulares.
Si uno de los componentes no se condensa en las condiciones de trabajo, el otro lo hará al llegar a la tempe-
ratura de rocío, cuando su presión parcial sea igual a su presión de vapor.
Cuanto más volátil es un compuesto, menor es su punto de ebullición y mayor es la concentración final luego
de la condensación, por lo que se necesitan temperaturas menores.
Muchas substancias con una presión alta de vapor, como p. ej. NH3 , SO2 ,diclorometano, etc., sólo muy di-
fícilmente pueden ser separadas hasta el contenido residual pedido por las normas mediante la condensación a
temperaturas muy bajas. Incluso substancias como la acetona y el metanol no se pueden separar mediante condensa-
ción a -60 ºC hasta los valores residuales exigidos legalmente, si, no obstante, se debe usar condensación, se ne-
cesitan emplear temperaturas aún más bajas, p. ej. mediante nitrógeno líquido y se corre el riesgo de alcanzar la
solidificación de las substancias a temperaturas tan bajas. El empleo de agua como refrigerante sólo es posible para
substancias de alto punto de ebullición, como el etilenglicol. (Abtrennung und Rückgewinnung von Stoffen aus
Abluft- und Abgasströmen. Müller, Günter; Ulrich, Michael. Chem.-Ing.-Tech. 63 (1991) Nr. 8, S. 819-830)
Veremos sistemas por refrigeración, que son los más usuales.
Para la condensación se emplean principalmente los siguientes procesos:
-condensación indirecta o de superficie, se la logra empleando superficies enfriadas, en equipos como
condensadores de placas o de casco y tubos.
- condensación directa o de contacto, en ella se mezclan íntimamente el gas a tratar con el refrigerante,
usando, p. ej. una torre de rociado, normalmente se emplea agua como refrigerante, lo que limita la temperatura
mínima de trabajo.
En cualquier caso la concentración final será aproximadamente la de equilibrio a la temperatura alcanzada.
Como refrigerantes se suelen usar: salmuera, NH3, freones, etc. Cuál se use dependerá del compuesto orgánico
volátil y de la concentración final requerida.
Condensación indirecta o de superficie
En los condensadores de casco y tubos el refrigerante circula dentro de los tubos y el compuesto a separa por
fuera de los mismos. Las substancias condensadas se recuperan fácilmente y sin contacto con el refrigerante, pues
condensan en el exterior de los tubos. Por esto resulta un condensado no contaminado y puede ser reutilizado; en
general si el condensado está constituido por una mezcla la separación de sus componentes es demasiado costosa y
se prefiere tratarla como un efluente líquido; debe cuidarse que durante el tratamiento del mismo no se vuelvan a
liberar los contaminantes. En la figura 1 hemos tratado de representar un condensador de casco y tubos.

Fig. 1. Condensador de casco y tubos.

Si existe vapor de agua o

compuestos orgánicos volátiles con
punto de condensación alto, p. ej. el
benceno, se puede formar hielo en el
condensador, reduciéndose la
eficiencia y aumentando la pérdida
de carga. Para evitarlo se puede usar
un ciclo alternativo, congelación -
descongelación o bien un
preenfriador, entre 0 ý 5 ºC, como
tratamos de representar en la fig. 2
(extraída de :Müller, Günter; Ulrich,
Michael. ) .

Fig. 2. Uso de dos condensadores

para separar substancias
que se congelan.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 59.

Otro esquema, más sencillo, para separar compuestos orgánicos volátiles mediante condensación previa de
componentes que se congelan se puede ver en la figura 3, según Vatavuk.

Fig. 3. Uso de dos condensadores

para separar substancias
que se congelan.

Condensación directa o de contacto.

De contacto: se rocía el refrigerante en el gas, el líquido ya usado se debe tratar y / o disponer. Para recuperar
el compuesto orgánico volátil hay que tratar el líquido.
Se puede emplear como refrigerante un líquido frío o el propio condensado, que se ponen en contacto intenso
con los gases a tratar, usando una torre p. ej. de relleno. Con ello se enfría la corriente de gas y se condensan las
substancias a separar.
En el caso de usar el condensado como refrigerante, éste es bombeado a través de un intercambiador de calor,
enfriado y, en parte, recirculado. La corriente de gas de escape contiene a la salida de la torre aún la concentración
correspondiente al equilibrio. Según lo tratamos de representar en la fig. 4, extraída del mismo trabajo de Müller,
Günter y Ulrich, Michael.

Fig. 4. Condensación directa en una co-

lumna de lavado.

En lugar de una columna también se puede usar un separador de chorro o eyector. Incluso es provechoso el
enfriamiento de expansión adicional.
Cuando se usa un líquido frío como refrigerante, p. ej. agua, al pie de la torre resulta como condensado una
mezcla, o una solución, según el caso, cuyos componentes se pueden llegar a separar para su reuso posterior, aunque
generalmente no se justifica económicamente; o bien directamente se trata el condensado como un efluente líquido,
en cuyo caso debe cuidarse que no se vuelva a evaporar el contaminante durante el tratamiento.
Eficiencia del sistema.
La eficiencia del sistema es función de:
1) naturaleza del compuesto orgánico volátil, en particular interesa la relación entre su presión de vapor
y la temperatura,
2) concentración del compuesto orgánico volátil,
3) tipo de refrigerante empleado.
Normalmente se operan a eficiencias entre el 50 ý más del 96%. La mayoría de las reglamentaciones exigen
que los condensadores superen al 95 % de eficiencia, lo que no es usual para las temperaturas normales de trabajo ni
para las concentraciones de los vapores a tratar, esto hace que la Agencia de Protección Ambiental de los Estados
Unidos no recomiende el método para tratamiento de efluentes gaseosos (Organic Air Emissions form Waste
Management Facilities, EPA/625/R-92/003), aunque puede ser muy útil en la recuperación de compuestos valiosos,
p. ej. hidrocarburos en las operaciones de transferencia de combustibles livianos (Control Techniques for Volatile
Organic Compound Emissions from Stationary Sources EPA 453/R-92/018).
Unidades de refrigeración.
En general usan el ciclo de compresión mecánica del vapor. El esquema general de la instalación se puede ver
en la fig. 5, a partir de otra del Manual del Sr. Vatavuk.
.60 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Fig. 5. Esquema básico del sistema

de refrigeración.

Si se necesitan temperaturas menores de -35 ºC se recurre a refrigeración en etapas múltiples. En cascada usa
varios refrigerante y se prefiere a sistemas compuestos para temperaturas entre -45 ºC ý -100 ºC.
Auxiliares.
Además se emplean tanques para acumular los compuestos orgánicos volátiles, bombas, ventiladores, etc.
Datos básico para el diseño.
Se necesita conocer:
1) caudal de gases a tratar,
2) temperaturas de los gases a tratar antes del sistema de tratamiento,
3) composición y concentración de los compuestos orgánicos volátiles,
4) eficiencia requerida,
5) humedad del gas,
6) propiedades de los compuestos orgánicos volátiles:
- calor de condensación,
- capacidad calorífica,
- presión de vapor.
Los límites económicos para la utilización de condensación a temperaturas bajas, mediante utilización de ni-
trógeno líquido, están, como máximo, en 800 á 1.000 m 3/h ( Müller, Günter y Ulrich, Michael).
---o---
Incineración.
En rigor es un método de disposición final. Casi cualquier substancia orgánica gaseosa puede ser incinerada
segura y limpiamente.
Proceso.
En general la materia orgánica se oxida según: MO + O2 CO2 + H2O + Energía
Si existe cloro se forma cloruro de hidrógeno (ClH), si azufre se genera bióxido de azufre (SO 2), en cualquiera
de los dos casos se deberán tratar después, p. ej. por absorción.
Según Control Techniques for Volatile Organic Compound Emissions from Stationary Sources (EPA 453/R-
92/018) para la absorción de HCl se puede estimar un consumo de agua de 0,033 m 3/kg de halógeno en el gas de
escape, el efluente líquido de la absorción puede requerir un ajuste de pH y, además, contener algo de materia or-
gánica. Además deben elegirse adecuadamente los materiales de revestimiento de la cámara de combustión, por la
corrosividad de los gases de combustión.
Durante la combustión normalmente se generan óxidos de nitrógeno, su cantidad depende de la cantidad de
aire en exceso, de la temperatura máxima de llama y de la velocidad de enfriamiento de los productos de combus-
tión. Según Control Techniques for Volatile Organic Compound Emissions from Stationary Sources se ha medido
una concentración máxima de 200 ppm de óxidos de nitrógeno en los gases de escape
Si la energía no es suficiente para autosustentar la combustión se debe agregar combustible. Se puede pensar al
contaminante como un combustible si la mezcla tiene un poder calorífico de más de 1.300 Kcal/m3. Si el gas arrastra
gotitas de agua se deberá considerar el calor necesario para su evaporación y elevación de la temperatura hasta la de
la cámara. Si varían el poder calorífico o el contenido de agua de la mezcla se deberán incrementar los controles que
aseguren una temperatura adecuada en la cámara.
La combustión puede ser normal o bien catalítica, en ésta se aumenta la velocidad de reacción y se disminuye
la temperatura necesaria y, así, el consumo de combustible auxiliar también baja.
Con un intercambiador primario de calor se puede recuperar energía, calentando el aire secundario, el gas a
tratar o ambos por separado.
Se define como eficiencia de recuperación de energía al cociente entre la energía recuperada y la máxima re-
cuperable hasta la temperatura de gas a la entrada.
Un intercambiador secundario de calor aumenta la eficiencia térmica global del proceso generando vapor de
baja presión o agua caliente, pero en general no se usa, entre otras razones pues debe haber una coincidencia tem-
poral y de magnitud entre la oferta de calor y la demanda del mismo, lo que no suele suceder.
Si en la mezcla a incinerar falta oxígeno se agrega aire.
Se define como límite inferior de explosividad a la concentración mínima del compuesto, en aire, que puede
producir más energía que la necesaria para alcanzar su punto de inflamación.
Se define como límite superior de explosividad a la máxima concentración del compuesto que puede encen-
derse, el aire resulta limitante.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 61.

Las mezclas de hidrocarburos en aire en el límite inferior de explosividad suelen tener un poder calorífico de
450 Kcal/m3.
Por razones de seguridad la concentración de materia orgánica antes del incinerador no debe superar á 0,25 x
limite inferior de explosividad, excepcionalmente se permite llegar á 0,5 x limite inferior de explosividad.
Se define como eficiencia de la incineración:
Masa GCC Masa GCC
Ef incineración
Masa GCC
entrada

entrada
salida
GCC = Gas Contaminante Combustible
Debe tenerse mucho cuidado con los compuestos que se forman durante la combustión incompleta, p. ej. el
dicloroetano puede originar cloruro de vinilo. De allí la gran importancia de la temperatura en la cámara de com-
bustión, del tiempo de permanencia de los gases en la misma y de una buena turbulencia que asegure la mezcla.
Incineración común.
El equipo fundamental es la cámara de combustión. En la figura 1 vemos los cortes de algunas cámaras de
combustión según información técnica de la firma Dürr.
En la cámara de combustión se mantiene una llama estable, el gas pasa de la temperatura del proceso indus-
trial, p. ej. unos 37 ºC, a la temperatura de ignición, que se determina empíricamente para cada compuesto.
A la temperatura de ignición el calor generado es mayor que el perdido; se llega a una temperatura de equili-
brio mayor que la de ignición. El compuesto arde en algún punto de su paso por la llama y continúa haciéndolo du-
rante su recorrido en la cámara. Dentro de ciertos límites, cuanto mayor es la permanencia en la cámara menor es la
temperatura necesaria.

Fig. 1 Cortes de cámaras de combustión: A, cámara de 4 pasos, metálica con aislación exterior; B, cámara de
dos pasos, con cámara interior aislada o revestida y aislación exterior; C, cámara de un solo paso con
revestimiento.
A temperaturas por encima de los 760 ºC las velocidades de reacción son mucho mayores que las de mezcla,
por lo tanto resultan fundamentales las características del flujo dentro de la cámara de combustión. Para mayores
eficiencias se requiere una mezcla rápida y total de los gases y el aire así como temperaturas adecuadamente altas.
La temperatura es función de la permanencia, del compuesto y de la eficiencia deseada. En general la perma-
nencia es del orden de 1 segundo y las temperaturas entre 650 ý 1.100 ºC.
P. ej. para un 99,99 % de destrucción, con 1 segundo de permanencia, el cloruro de metilo requiere 870 ºC y el
cloruro de alilo 690 ºC.
Para compuestos orgánicos no halogenados con temperaturas de unos 890 ºC y permanencias de 0,75 segundos
se consiguen eficiencias del 98 %, pero es variable.
En determinadas circunstancias las leyes fijan las permanencias y las temperaturas.
La temperatura debe mantenerse durante toda la permanencia, también es muy importante una gran turbu-
lencia, que asegure una mezcla adecuada.
Sistemas como los que estamos tratando pueden soportar fluctuaciones menores en el flujo de gases, si éstas
son grandes se deben usar antorchas.
Incineradores de llama directa.
Simplemente consisten en una cámara de combustión, sin recuperación de calor.
Incineradores recuperativos.
Recuperan calor de los gases quemados, corresponden al esquema de la figura 2.

Fig. 2. Incineradores recuperativos. Esquema según Sr. Vatavuk.

.62 Gases de escape, su medición y tratamiento.

La recuperación primaria de energía es la destinada a precalentar los gases de entrada. Pueden recuperar hasta
un 70 % de la energía de los gases de escape. Son intercambiadores de placas o de casco y tubo.
Los de placas tienen mayor eficiencia y menor costo.
Para temperaturas de más de 500 á 550 ºC los de casco y tubos resultan más baratos y duran más tiempo.
Muchos no soportan temperaturas superiores a los 650 ºC y, entonces, la mayoría del calor proviene del com-
bustible auxiliar.
Recuperación secundaria: recupera la energía no usada para precalentar los gases.
Incineradores regenerativos.
Procuran disminuir el uso de combustible auxiliar aumentando la temperatura. Como tratamos de representar
en la figura 3 , los calentadores de gas alternan su trabajo en el tiempo, primero uno se calienta con los gases de
combustión mientras el otro cede su calor al gas a tratar. Luego, cuando ya uno cedió su calor en cantidad óptima y
el otro se calentó también en forma óptima, se cambian los papeles y el que está caliente calienta al gas a tratar
cediendo su calor y el que se enfrió pasa a calentarse con el calor de los gases de escape.
Si la situación lo permite se puede evitar la cámara de combustión, directamente los gases se queman en los
calentadores.
Si los gases a tratar tienen un poder calorífico suficiente se puede obviar el combustible auxiliar.
El relleno de los calentadores es cerámico, lo mismo que sus paredes, piso y techo, lo que permite alcanzar
temperaturas mucho más elevada que con los recuperadores vistos en el punto 4.

Fig. 3. Incineradores regenerativos. Esquema según Sr. Vatavuk.

Incineradores catalíticos.
Un catalizador es una substancia que cambia la velocidad de una reacción química sin sufrir una alteración
permanente.
Los catalizadores empleados normalmente en estos sistemas aumentan la velocidad de reacción y, al hacerlo,
se puede trabajar a menores temperaturas.
En general los catalizadores son metales u óxidos metálicos sobre un soporte como la alúmina. Entre otros se
incluyen el platino y sus aleaciones, el óxido de cobre, el cromo y el cobalto, para aumentar la superficie de contacto
con los gases se los deposita como una capa delgada sobre un soporte inerte.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 63.

Fig. 4. Incinerador catalítico.

Los gases se precalientan hasta 150á 500 ºC, para iniciar la oxidación. El precalentamiento puede ser directo,
en una cámara de combustión, o indirecto, mediante el calor de los gases de escape.
En la figura 4 tratamos de representar una instalación con precalentamiento en cámara de mezcla, mediante
combustible auxiliar.
La oxidación se produce sobre el lecho catalizador. La temperatura del mismo no debe superar, en general, los
650 ºC, sino puede dañarse.
En general se debe evitar que se envenene el lecho, que el gas arrastre partículas y algunos sistemas requieren
que el poder calorífico del gas no supere determinado valor.
El catalizador puede ser desactivado por compuestos que contengan azufre, halógenos, mercurio, plomo, esta-
ño, bismuto, fósforo, arsénico, antimonio, zinc. Como consecuencia de éstos el contaminante a remover puede atra-
vesar el lecho sin reaccionar o ser convertido parcialmente a aldehídos, cetonas y ácidos orgánicos, que son con-
taminantes atmosféricos muy activos y, además, corroen las instalaciones.
El azufre y el cloro contenido en los gases han sido un veneno para los catalizadores tradicionales, pero hoy
existen catalizadores que los admiten. Sin embargo, otras substancias, como el plomo, el arsénico o el fósforo, son
venenos aún para los catalizadores actuales y deben evitarse, salvo que su concentración sea muy reducida.
Para gases con cloro se puede usar cromo / alúmina, óxido de cobalto ú óxido de cobre / óxido de manganeso.
Para gases con azufre se usan catalizadores basados en el platino, pero el cloro resulta un veneno para ellos.
Las partículas y los minerales disueltos en aerosoles así como la formación de condensados o polímeros or-
gánicos pueden obturar los poros y desactivar al catalizador. Depende de la granulometría y de la concentración de
las partículas o la composición de los gases, no hay una regla al respecto debido a la gran variedad de catalizadores
existente.
El flujo de gases y la composición y concentración de compuestos orgánicos volátiles en ellos deben ser cons-
tantes, sino se produce una reducción de la eficiencia o, incluso, tornan inoperante al método, obligando a optar por
la combustión común o por la adsorción.
No se puede prever ni la temperatura ni la permanencia necesarias, p. ej. para la temperatura para oxidar un
80% de distintos compuestos podemos tabular:
Compuesto Catalizador
Co3O4 Pt
acroleína 194 ºC 146 ºC
n - butanol 212ºC 227 ºC
1, 1, 1 - tricloroetano 350 ºC >> 350 ºC
Las temperaturas de trabajo están limitadas a un intervalo entre 320 ý 650 ºC, por debajo frenan la reacción,
hasta detenerla, por encima se puede acortar la vida útil del catalizador, incluso evaporándolo del soporte. Si los
gases a tratar tienen una concentración muy elevada de compuestos orgánicos la temperatura puede aumentar mu-
cho, por lo que, en esos casos, conviene diluirlos con aire.
En cuanto al lecho catalítico puede ser fijo o móvil (lecho fluido).
El catalizador monolítico, de lecho fijo, es el más usado. Consiste en bloques perforados con conductos para-
lelos no interconectados, por los cuales fluye el gas. Sufren la mínima destrucción por cambios de temperatura y la
mínima obstrucción al flujo del gas.
Catalizadores de lecho relleno: el catalizador rellena un tubo o bandejas planas. Tiene una pérdida de carga
mayor que el monolítico y sufre más roturas por cambios de temperatura. Sirven cuando existe mucho fósforo o sí-
lice.
Los sistemas de lecho fluido presentan una gran velocidad de transferencia de masa, mayor pérdida de carga.
También tienen una mayor transferencia de calor, por lo que se puede evacuar calor del lecho mediante tubos al
efecto, lo que permite usarlos para tratar gases con mayor poder calorífico sin exceder las temperaturas máximas.
Estos sistemas toleran mejor la existencia de partículas en el gas pero existe pérdida de catalizador por abrasión.
Antorchas.
Son un medio de tratamiento para descargas repentinas de grandes cantidades de gas, pero también sirven para
el tratamiento de gases de venteo, purgas, desechos y excedentes gaseosos de la industria gasífera y petrolífera,
gases de alto horno, etc.
.64 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Consisten en lograr la combustión en una llama abierta a la que el aire del entorno provee el oxígeno necesario.
Permiten eficiencias del orden del 98 %.
Como inconvenientes se encuentran los productos de combustión, tales como hollín, los óxidos de azufre, o los
de nitrógeno, el monóxido de carbono, también pueden generar ruido, y liberar calor y luz. Aparentemente generan
mucho menos óxidos de nitrógeno que otros sistemas de combustión de gases de escape.
Si el poder calorífico del gas no es suficiente se debe agregar combustible adicional y los costos pueden ha-
cerlas inapropiadas. A diferencia de los otros sistemas tratados antes, no se puede recuperar el calor.
Se pueden usar para casi cualquier compuesto orgánico siempre que el gas a tratar tenga el poder calorífico
adecuado, admiten fluctuaciones en las concentraciones de substancias combustibles o inertes y en los caudales.
Si los gases contienen concentraciones grandes de halógenos no deberían tratarse con antorchas para evitar la
corrosión de su extremo.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, y a mis padres.
---o---
Óxidos de nitrógeno.
Traducido, resumido y adaptado de: Control of NOx Emissions by Reburning (EPA/625/R-96/001); Control Te-
chniques for Nitrogen Oxides Emissions from Stationary Sources -Revised. Second edition (EPA 450/3-83-002); Mit
Chemie sauberen Umwelt - DENOX - Katalysatoren. (Katalysatorenwerke Hüls GmbH y Hüls Aktiengesellaschaft
.Marl, 1.986); Municipal Waste Treatment Plants.Di Chirico, Vincent. (Swiss Reinsurance Company, Zurich, 1.996).
En los procesos de combustión se forman diferentes compuesto oxidados del nitrógeno, genéricamente NO x ,
aproximadamente el 95% del total correspondería al óxido nítrico (NO) le sigue en importancia el dióxido de ni-
trógeno ( NO2) , habiéndose detectado otros compuestos, como el óxido nitroso (N2 O) , de importancia en la re-
ducción del ozono estratosférico.
A los efectos de las emisiones se consideran como NOx sólo el NO y el NO2 , expresados ambos como NO2 .
Los orígenes de los óxidos de nitrógeno en la combustión serían:
1) de origen térmico, formados por reacción del nitrógeno atmosférico con átomos de oxígeno en las zonas
más calientes de la llama;
2) originados en el combustible, resultan de reacciones químicas con los átomos de nitrógeno presentes en el
combustible propiamente dicho;
3) de formación inducida ("prompt NOx"), resultan de reacciones químicas entre el nitrógeno atmosférico y
radicales de hidrocarburos, derivados del combustible, y una oxidación posterior.
A) Formación térmica de los óxidos de nitrógeno.
Se forman en las zonas del sistema de combustión con mayor temperatura y ricas en aire. Dependen del tipo de
combustible y del sistema de combustión.
Durante la combustión a alta temperatura y rica en aire se forman radicales oxígeno, por disociación térmica y
química de las moléculas de oxígeno atmosférico. Estos radicales reaccionan con moléculas de nitrógeno :
O2 2O (1)
O + N2 NO + N (2)
N + O2 NO + O (3)
N + OH NO + H (4)
La reacción (2) depende mucho de la temperatura, aparece en todos los sistemas de combustión pero su veloci-
dad sólo tiene importancia a temperaturas mayores de 1.760ºC. La fuente principal de átomos de oxígeno para esta
reacción es la disociación de sus moléculas del aire, según la (1), pero también pueden originarse en reacciones entre
hidrocarburos y oxígeno.
Las reacciones (2) y (3) producen aproximadamente las mismas cantidades de NO, siendo la (2) la principal
fuente de átomos de nitrógeno para las reacciones (3) ý (4).
La reacción (4) es de menor importancia en el esquema de formación de óxidos de nitrógeno.
Los principales factores determinantes de la formación térmica de los óxidos de nitrógeno son: la temperatura, la
concentración de átomos de oxigeno y la permanencia. La forma de lograr la mezcla entre el aire y el combustible y
el flujo de los gases de combustión gobiernan los perfiles reales de temperatura, la estequiometría
(consecuentemente la disponibilidad de oxígeno) y la permanencia. Por lo tanto cambiando estos parámetros puede
lograrse una reducción importante en la formación de óxidos de nitrógeno, se dice que se "apaga" ("quench") la
formación térmica de óxidos de nitrógeno cuando se logra suprimirla.
Como podemos ver en la figura 1 la velocidad de formación de óxidos de nitrógeno en mezclas pobres en com-
bustible, aumenta al enriquecerse la mezcla, pues aumenta la temperatura de la llama; resulta máxima para mezclas
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 65.

aire / combustible aproximadamente

estequimétricas; al seguir aumentando
la riqueza en combustible de la mezcla
cae abruptamente dicha velocidad, en
parte por enfriamiento de la llama pero
principalmente porque el oxígeno dis-
ponible reaccionaría más fácilmente
con el hidrógeno y el carbono que con
el nitrógeno, entonces al disminuir la
cantidad de oxígeno disminuye la can-
tidad de óxidos de nitrógeno formada.

Figura 1. Efecto de las condiciones

de combustión sobre la
formación de NOx .

La velocidad de formación de óxidos de nitrógeno cae al descender la temperatura y eventualmente se anula a

temperaturas inferiores a los 1.100 ºC.
B) Óxidos de nitrógeno originados en el combustible.
La oxidación de compuestos nitrogenados que forman parte de los combustibles suele ser la principal causa de la
formación de óxidos de nitrógeno al quemarlos.
El gas natural contiene cantidades despreciables de nitrógeno combinado en sus componentes, por lo que al
quemarlo prácticamente no se forman óxidos de nitrógeno de este origen.
En los combustibles líquidos los compuestos orgánicos del nitrógeno más comunes son los compuestos heterocí-
clicos como: la piridina, la piperidina y la quinolina ó quinoleína, cuya fórmula tratamos de representar en la fig. 2.

Figura 2. Fórmula de la piridina, la piperidina y

la quinolina ó quinoleína. (Extraído de Novelli, A.
y de Prado, Luís. Química Orgánica. El Ateneo, Bs.
As. 1.939. Y de Noller, Carlos R. Química de los
compuestos orgánicos. Ed. médico quirúrgica, Bs.
As. ,1.968).

En los carbones se encuentran compuestos orgánicos nitrogenados, tanto acíclicos como cíclicos, y suelen ser la
fuente más importante de óxidos de nitrógeno durante su combustión (pueden ser los causantes de hasta el 80% del
total de los óxidos de nitrógeno).
No se conocen exactamente las reacciones que tienen lugar durante la formación de óxidos de nitrógeno de este
origen, algunos proponen la formación de cianuro (CN) como paso intermedio, otros que se libera nitrógeno ató-
mico, como consecuencia de la rotura de las moléculas que los contienen. La velocidad de conversión de nitrógeno
de los compuestos orgánicos en óxidos de nitrógeno depende de las propiedades de dichos compuestos orgánicos y
de su velocidad de evolución durante la combustión.
A medida que aumenta el tenor, en peso, de nitrógeno en el combustible aumentan las emisiones de óxidos de
nitrógeno pero no tanto como lo esperado, pues se reduce el porcentaje del mismo convertido en óxidos de nitró-
geno. De allí que sea dudosa la ventaja de desnitrificar los combustibles.(Control Techniques for Nitrogen Oxides
Emissions from Stationary Sources -Revised. Second edition. EPA 450/3-83-002).
La proporción aire/combustible en la mezcla tiene gran importancia en la formación de óxidos de nitrógeno a
partir del nitrógeno del combustible, al aumentar la riqueza de combustible en la mezcla se favorece la formación de
N2 y se reduce la de NOx . Tratamos de mostrar esta relación en la figura 3. También el contenido de oxígeno
combinado en el combustible tiene un efecto similar al del proveniente del aire.

Figura 3. Conversión del nitró-

geno en el carbón a NOx . Adap-
tada, a partir de Control Techni-
ques for Nitrogen Oxides Emi-
ssions from Stationary Sources -
Revised. Second edition. EPA
450/3-83-002
.66 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Debe destacarse que la temperatura no tiene gran influencia en la formación de óxidos de nitrógeno originados
en el combustible.
C) Formación inducida de óxidos de nitrógeno.
Se debería a la reacción del nitrógeno del aire con radicales de hidrocarburos durante la combustión, es suma-
mente rápida por lo cual se produce dentro de la llama y no se la puede suprimir ("quench") como se hace con la
formación térmica de óxidos de nitrógeno , mucho más lenta.
Aunque el mecanismo completo no se conoce, parece que el proceso se iniciaría con la formación de radicales
cianuro o de cianuro de hidrógeno durante la combustión y en presencia de hidrocarburos, según
CH + N2 HCN + N (5)
CH2 + N2 HCN + NH (6)
luego el HCN se reduce para formar NO y otros óxidos de nitrógeno.
En mezclas ricas en combustible la cantidad de HCN formada es importante y por lo tanto la de NO x formados a
partir de ellos, al irse empobreciendo la mezcla disminuye la cantidad de fragmentos de hidrocarburos, necesarios
para reaccionar con el nitrógeno atmosférico y formar HCN, consecuentemente también se reduce la formación de
óxidos de nitrógeno. Sin embargo, en mezclas muy ricas en combustible no hay suficientes radicales oxígeno para
reaccionar con el HCN y formar NO, consecuentemente también se reducen los NOx .
Soluciones.
Un buen diseño de la caldera y condiciones operativas adecuadas pueden disminuir apreciablemente las emisio-
nes de NOx .
La combustión en etapas o postcombustión ("reburning") es una modificación substancial del sistema de com-
bustión que busca reducir apreciablemente los NOx emitidos.
Básicamente consiste en derivar hasta un 20% del combustible (medido por su poder calorífico, en Kcal/hora)
desde la zona de combustión principal a otra superior, de postcombustión ("reburning" ) en la cual hay condiciones
reductoras, logradas por un exceso de combustible, el cual en general es pobre en nitrógeno, que se inyecta solo, con
algo de aire o bien con gases de combustión reciclados para lograr una buena distribución del combustible en el
horno. La combustión de los gases ricos en combustible que abandonan la zona de postcombustión se completa
inyectando aire, de un 15 á un 20 % del total del aire de combustión, después de la zona de postcombustión. Tal lo
que tratamos de representar en la figura 4.

Figura 4. Esquemas de una caldera convencional y otra con postcombustión.

Aunque no son bien conocidos los procesos que tienen lugar en la zona de postcombustión, se ha propuesto el
siguiente esquema:
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 67.

formación de radicales de hidrocarburos por pirólisis del combustible en una atmósfera pobre en oxígeno y alta
temperatura:
CH4 CH3 + H
reacción de los radicales de hidrocarburos con el NO proveniente de la zona principal de combustión para formar
productos estables y los radicales NH2 y CN:
CH3 + NO HCN + H2O
N2 + CH3 NH2 + HCN
H + HCN CN + H2
Entonces los radicales NH2 y CN y otras substancias pueden reaccionar con el NO para formar N2 comple-
tando el paso principal de reducción de los NOx:
NO + NH2 N2 + H2O
NO + CN N2 + CO
2 NO + 2 CO N2 + 2 CO2
Para que tengan lugar estas reacciones es imprescindible la falta de oxígeno, si aumenta el contenido de oxígeno
no sólo no se producirán las reacciones antedichas sino que pueden predominar las que forman NO :
CN + O2 CO + NO
NH2 + O2 H2O + NO
En la zona donde se completa la combustión se inyecta aire, en ella se pueden generar óxidos de nitrógeno por
oxidación de HCN y compuestos de amonio:
HCN + 5/4 O2 NO + CO + 1/2 H2O
NH3 + 5/4 O2 NO + 3/2 H2O
Los NOx pueden continuar reduciéndose por compuestos del HCN y del NH3 :
HCN + 3/4 O2 1/2 N2 + CO + 1/2 H2O
NH3 + 3/4 O2 1/2 N2 + 3/2 H2O
Además de la disminución de óxidos de nitrógeno por razones meramente químicas tiene lugar una disminución
de la formación de los de origen térmico, al reducirse la velocidad de liberación de calor en la zona principal de
combustión.
El hecho de usar gas natural como combustible en la postcombustión también reduce la formación de óxidos de
nitrógeno con respecto al uso de carbón.
No obstante el uso de estas técnicas conlleva una serie de dificultades, tales como diseños nuevos de los sistemas
de aporte combustibles, de los sistemas de instrumentación y control, inclusive de la caldera en su totalidad, ya que
cambia totalmente el balance térmico de las distintas zonas del hogar de la caldera. También aparecen problemas
asociados a las emisiones a la atmósfera, p. ej. cuando se inyecta carbón en lazona de postcombustión hay un
incremento de la cantidad de cenizas del combustible que se transforman en pavesas arrastradas por los gases de
escape, las que crean una sobrecarga de los sistemas de tratamientos de gases de escape y, además, un problema de
erosión de los tubos de la caldera.
La mayor cantidad de cenizas arrastradas por los gases obliga a agrandar los sistemas para su retención
(precipitadores electrostáticos o filtros de mangas) así como todo el equipamiento para el manejo de las cenizas re-
cogidas.
La eficiencia de los precipitadores electrostáticos depende de la conductividad eléctrica de las partículas. Nor-
malmente al quemar carbón se genera trióxido de azufre, que aumenta dicha conductividad. Al reemplazar el carbón
por gas natural, que casi no contiene azufre y, por ende, no genera trióxido de azufre, o lo hace en pequeñas
cantidades, aumenta la resistencia específica de las partículas. Pero, por otra parte, al quemar gas aumenta la hu-
medad de los gases de escape y, con ella, se reduce la resistencia específica de las partículas. Consecuentemente son
dos efectos contrarios y es muy difícil predecir si va a variar la eficiencia de los precipitadores electrostáticos, en
principio parece que se compensan y no hay cambios apreciables.
El uso del postcombustión con inyección de gas en lugar de carbón tiene otros beneficios adicionales:
1) menores emisiones de gases ácidos (SO2 y HCl),
2) menores emisiones de dióxido de carbono,
3) menores cantidades de cenizas, al reemplazar parte del carbón por gas natural..
La experiencia probaría que el sistema de postcombustión por sí solo logra reducir las emisiones de NOx de las
calderas a carbón entre un 40 ý un 60%. Esta remoción se puede aumentar complementando el sistema con otros
para remoción de óxidos de nitrógeno, en un sistema integrado.
Existen quemadores especiales que reducen la formación de óxido de nitrógeno hasta en un 30 % aproximada-
mente, combinados con postcombustión permiten una reducción total de un 70 %.
Control Techniques for Nitrogen Oxides Emissions from Stationary Sources -Revised. Second edition. EPA
450/3-83-002.
.68 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Cuando se requieren concentraciones pequeñas de óxidos de nitrógeno en los gases de escape no alcanzan las
modificaciones a las técnicas convencionales de combustión y se recurre a los sistemas de tratamiento de gases,
aunque implican mayores costos de instalación y operación.
Pueden ser procesos de tratamiento por vía húmeda o vía seca.
Tratamientos por vía seca.
Pueden dividirse en: reducción catalítica, reducción no catalítica, adsorción e irradiación.
De estos tratamientos, los principales son los procesos de reducción, la mayoría usa amoníaco como agente re-
ductor. Cuando el amoníaco se inyecta después del economizador, donde la temperatura es de unos 370 á 450 ºC, se
necesita usar un catalizador, si se inyecta dentro de la zona del sobrecalentador secundario, donde la temperatura de
los gases es de unos 980ºC, no es necesario el uso de catalizadores.
Sistema selectivo de reducción catalítica. (abreviado SCR, en inglés).
El catalizador reduce la energía de activación requerida para lograr la reducción de los óxidos de nitrógeno, por
lo que la misma puede llevarse a cabo a temperaturas menores, puede representarse mediante las siguientes ecua-
ciones
4 NH3 + 4 NO + O2 4 N2 + 6 H2O
8 NH3 + 6 NO2 7 N2 + 12 H2O
Como en los gases de escape predomina el NO , prevalece la primera reacción.
El oxígeno es abundante en los gases de escape y no limita la reacción.
También pueden ocurrir reacciones indeseables, incluyendo la oxidación del NH3 y del SO2 , resultando sales
sulfatadas.
La velocidad de todas las reacciones, deseadas y no deseadas, aumenta con la temperatura y ésta también está
fijada por el catalizador.

Figura 5. Instalaciones para tratamiento de gases de escape de centrales térmicas : superior, con el Sistema
selectivo de reducción catalítica (SCR) antes del precipitador electrostático ("con mucho polvo"), inferior
ídem después ("con poco polvo").(Hüls, modificado).
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 69.

Los catalizadores están constituidos básicamente por dióxido de titanio activado, como material cerámico de
base; según la composición de los gases de escape y las condiciones de servicio pueden tener como agregados óxido
de wolframio ó de vanadio como otros componentes activos, amén de agregados para conferirles resistencia mecá-
nica (según Mit Chemie sauberen Umwelt - DENOX - Katalysatoren. Katalysatorenwerke Hüls GmbH y Hüls
Aktiengesellaschaft .Marl, 1.986, Di Chirico, Vincent.Municipal Waste Treatment Plants. Swiss Reinsurance
Company, Zurich, 1.966).
El catalizador toma la forma de grandes piezas con orificios longitudinales, para reducir el ensuciamiento por
polvo; pelotitas, tubos, etc.
La eficiencia de este tipo de sistemas puede superar el 90 % (Hüls), para temperaturas de trabajo entre 300 ý 400
ºC, pero baja fuera de ese intervalo de temperaturas.
Reducción selectiva no catalítica (SNCR, en inglés).
Se puede inyectar amoníaco (NH3) o urea[CO(NH2)2] y se reducen los NOx á nitrógeno y agua.
Para el caso de los sistemas basados en amoníaco se lo inyecta en la zona donde la temperatura de los gases 955
ºC + 50 ºC . Aunque hay exceso de oxígeno el NO es un oxidante más fuerte y la mayoría del NH3 reacciona con el
NO según:
4 NH3 + 6 NO 5 N2 + 6 H2O
Para que el proceso se cumpla con eficacia y no aparezcan otras reacciones se inyecta el NH3 en la zona de
temperatura óptima y con mezcla muy efectiva de los gases, en caso contrario se debe agregar un exceso de amo-
níaco para lograr eficiencias similares de remoción del NOx, y entonces puede aparecer amoníaco en los efluentes,
p. ej. de unas 5 á 20 ppm.
Aunque los excesos de amoníaco pueden ser recuperados mediante columnas al efecto, no obstante hay proble-
mas de olores fuertes a amoníaco en los alrededores (Di Chirico, Vincent.Municipal Waste Treatment Plants. Swiss
Reinsurance Company, Zurich, 1.966) lo cual indica contaminación atmosférica.
Este método alcanza eficiencias del 40 al 60 % para relaciones molares NH3 /NOx de 1:1 á 2:1
En el caso de la urea se la inyecta como solución acuosa en la parte superior de la caldera, su eficiencia reductora
es máxima para temperaturas entre 930 ºC ý 1.040 ºC, aparentemente la urea sufre una pirólisis, generándose
radicales libres que reaccionan posteriormente, en un mecanismo no bien conocido, la reacción total sería:
CO(NH2)2 + 2 NO + ½ O2 2 N2 + CO2 + 2 H2O
La eficiencia del método con urea alcanza entre 40 á 70 %, según el tipo de caldera y la proporción de urea.
Otros procesos por vía seca.
Se ha usado carbón activado conjuntamente con amoníaco para reducir óxidos de nitrógeno a nitrógeno gaseoso,
entre 200 ºC ý 230 ºC. El carbón activado actúa como catalizador, ya que para hacerlo como adsorbente el medio
debería encontrarse a menos de 100 ºC. Simultáneamente el SO2 se transforma en H2SO4 y con el NH3 forma
sulfato de amonio, o bisulfato según el caso, reduciendo la actividad catalítica del carbón activado y la cantidad de
amoníaco presente. Aunque el carbón se puede recuperar, incluso obteniendo sales fertilizantes en el proceso, el
gran consumo de carbón activado hace poco aplicable el proceso.
Otro proceso trabaja con óxido de cobre para formar sulfato de cobre, eliminando simultáneamente los óxidos de
nitrógeno y de azufre, pero resulta caro por el consumo de combustible para la obtención de hidrógeno, empleado en
la regeneración del lecho catalizador.
Otro proceso que usa amoníaco para tratar simultáneamente óxidos de azufre y de nitrógeno, usa un arco de
electrones como activadores de las reacciones, se forman nitrato y sulfato de amonio que se recogen en un filtro de
mangas y se pueden vender como fertilizantes, no habría salido de la etapa experimental.
Procesos por vía húmeda.
El problema fundamental es la poca solubilidad de los óxidos de nitrógeno, sobre todo del NO, por lo que se lo
suele oxidar a NO2 y luego se lo absorbe, pero la complejidad y los costos han hecho abandonar el sistema.

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor y a mis padres.

A la EPA y a las empresas que contribuyeron con sus publicaciones.

Bs.As. 1º de Octubre de 1.998.

Limitaciones, ventajas y desventajas de los procesos.
Para resolver un problema de emisiones antes que nada debe estudiarse el origen de las mismas.
Primero se debe procurar no generar el efluente, incluso llegando a preguntarse si se justifica realmente pro-
ducir el bien que lo genera.
Un segundo paso consistirá en procurar reducir al máximo la producción del efluente, cambiando materiales,
procesos, equipos y formas de trabajar.
P. ej. a veces encapsulando partes de una instalación se puede obtener una clara reducción de los caudales de
gases de escape y /o una concentración mayor de contaminantes en los mismos. En el caso de instalaciones que
.70 Gases de escape, su medición y tratamiento.

trabajan en forma discontinua muchas veces se puede reducir el caudal de gases de escape mediante las correspon-
dientes combinaciones logísticas.
Un tercer paso consiste en buscar un destino para el contaminante una vez separado de los gases de escape o
bien un producto resultante de su tratamiento, como calor generado al quemarlo. En cuyo caso el contaminante, más
que un desecho es un subproducto.
Recién aquello que resulte del mencionado análisis y a lo cual no se le haya podido dar un destino mejor será
considerado un desecho que habrá que separar del proceso productivo y buscarle un destino adecuado, donde no
afecte ni al medio ambiente ni a los que en él vivimos, seamos seres humanos, animales, plantas, etc.
Muchas veces las medidas indicadas en el segundo paso mencionado permiten reducir claramente los costos
del proceso de tratamiento empleado, ya que los costos de inversión dependen directamente del caudal de gases a
tratar.
El ámbito de aplicación de los procesos en particular depende primariamente de las condiciones físico quími-
cas de las substancias a separar, p. ej. la concentración, la presión del vapor , el equilibrio de fases y también del
caudal a tratar.
En la tabla 1, según : Müller, Günter; Ulrich, Michael. están resumidos algunos criterios que se deben tener en
cuenta para la selección de los procesos de tratamiento. Para ello no se hizo ninguna valoración cuantitativa, sino
sólo una estimación cualitativa. En la tabla 2 los indicados por la empresa Eisenmann y en la tabla 3 los sugeridos
por la empresa Keu Citex Energie- und Umwelttechnik GmbH.
Condensación Adsorción Absorción Permeación
abierta cerrada
Presión de vapor: alta - ± + + +
baja + + + + +
Carga: alta ++ ++ - ++ +
baja - - + + ±
Caudal de gas de escape < 10.000 m3/h + + + + +
> 10.000 m3/h + + + + ±
> 100.000 m3/h - + + ± -
Recuperación ± ++ + + +
Cumplimiento de la TA Luft ± + + + -
Aclaración: ++ muy favorable; + adecuada, - desfavorable.
Tabla 1. Selección del proceso de tratamiento, según : Müller, Günter; Ulrich, Michael.

Criterios de selección Oxidación Adsorción

Si los gases contienen venenos para el ad- Recuperativa Catalítica Regenerativa con oxidación con recuperación
sorbente o el catalizador inhiben su uso recuperativa del solvente
Caudal de gases a tratar, m3/h
51.000 á 1.000.000 + + ++ +++ +++
5.100 á 51.000 +++ +++ +++ +++ +++
< 5.100 +++ +++ +++ + +
Concentración de solventes, ppm
> 15.000 ++ + + + +
7.500 á 15.000 +++ + ++ + +
1.500 á 7..000 + +++ +++ +++ +++
< 1.500 + + +++ +++
Temperatura de los gases a tratar, ºC
> 150 +++ ++ ++
60 á 150 ++ ++ +++
< 60 + ++ +++ +++ +++
Aclaración: +++ muy apropiada, ++ apropiada, + apropiada en algunos casos, inapropiada.
Tabla 2. Selección del proceso de tratamiento, según : la empresa Eisenmann.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 71.

Concentración Transformación térmica

Condensación Adsorción sobre carbón activado Oxidación catalítica Incineración u oxidación térmica
(á 45ºC) Rotor de eje Lecho fijo Regenerativa Recuperativa Recuperativa Regenerativa
En 2 o más to- Doble lecho en
horizontal vertical
rres 1 torre

Concentración de Concentración de
10 á 1.000 0,1 á 15 0,1 á 15 0,1 á 15
contaminante a la contaminante a la hasta 5 hasta 10 hasta 20 hasta 10 hasta 1,5
(3.000) *
entrada, g/m3 N entrada, g/m3 N
Relación de con- hasta solvente 1 : 20 1 : 20 1 : 15 Sin agregado de desde 0,8 desde 3,5 1,7 0,8
centración puro combustible, g/m3 N
Caudal, m3 N/h hasta 1.200 hasta 30.000 hasta 80.000 hasta 450.000 Caudal, m3 N/h hasta 40.000 hasta 60.000 500 á 80.000 5.000 á 250.000 1.000 á 10.000
Temperatura a la hasta 30 hasta 30 hasta 30 hasta 30 Temperatura a la en- hasta la temp. hasta la temp. hasta 150
hasta 300 hasta 300
entrada, ºC trada, ºC de reacción de reacción
Temperatura de
190 hasta 450 200 hasta 380 780 800 á 1.000 800 á 1.000
reacción, ºC

Recuperación de solventes Destrucción térmico con recuperación de calor

* excepcionalmente

Tabla 3. Selección del proceso de tratamiento, según : la empresa Keu Citex Energie- und Umwelttechnik GmbH.

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a nuestra Señora la Virgen María y a mis padres.
---o---
.72 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Muestreo en conductos o chimeneas.

La determinación de la calidad de los gases que circulan por un conducto o chimenea permite:
1) estimar pérdidas de productos arrastrados por los gases de escape,
2) calcular la eficiencia de los equipos de tratamiento de efluentes a la atmósfera,
3) evaluar si se cumplen o no de las reglamentaciones vigentes,
4) hacer estudios de investigación y desarrollo [44].
Para determinar la calidad de los gases que circulan por un conducto o chimenea se procede normalmente en
dos etapas: se saca una muestra lo más representativa posible y luego se hacen, en laboratorio, las
determinaciones necesarias.
También existen equipos que ensayan la muestra inmediatamente después de recogida, en el mismo lugar, p.
ej. el aparato de Orsat.
Además existen sistemas de medición continua de efluentes atmosféricos que trabajan directamente en el
conducto o chimenea, sobre los gases que circulan por el mismo, p. ej. mediante absorción de la luz. Estos
sistemas se usan para el control continuo de las emisiones.
Todo esto es lo que tratamos
de representar en la figura 1.

Fig. 1. Distintos sistemas de

medición de emisiones a
la atmósfera.

Mediciones en conductos o chimeneas.

Etapas a cumplir en la realización de las tareas.
Para hacer una medición, en general se deben tener en cuenta las siguientes etapas:
1) Fijación del objetivo de la medición: se debe plantear claramente, y por escrito, por qué se va ha medir,
para qué se va a medir, qué se va a medir.
2) Planificación general de las tareas.
3) Estudio de las leyes, reglamentaciones y normas aplicables.
4) Selección del método y de la técnica adecuados para llevar a cabo el trabajo.
5) Selección del personal a emplear.
6) Selección del equipamiento requerido.
7) Preparación del personal y obtención del equipamiento a emplear, incluyendo los sistemas para la cali-
bración de los equipos a emplear.
8) Planificar las tareas de campo, de laboratorio, etc. No olvidarse de incluir los sistemas de control de
calidad de las mediciones.
Recordar siempre que hay que tener en cuenta medidas para casos de accidentes durante las
mediciones: medios de evacuación de accidentados, primeras medidas a tomar con los accidentados,
centros hospitalarios a donde conducirlos.
9) Calibrar todos los equipos, técnicas, etc.
10) Transportar al personal y a los equipos necesarios al sitio donde se harán las mediciones o se tomarán
las muestras.
No olvidarse de: comida y bebida para el personal, cinta métrica, papel y lápiz de grafito, pues, según
las condiciones ambientales los bolígrafos pueden ser inútiles.
11) Hacer las mediciones, p. ej. de la velocidad del viento, la temperatura y la presión atmosféricas; tomar
las muestras, p. ej. de polvo en un gas que escapa por una chimenea, de vapores orgánicos que circulan
por un conducto; recoger todos los datos anexos, por ejemplo si llueve, si brilla el sol o está nublado, la
forma de trabajar del personal y del equipo productivo, destacando si está en trabajo normal o
excepcional (puesta en marcha o paradas, cargas o descargas eventuales, etc. que pueden alterar los
resultados de la medición.
No olvidarse de hacer todas las calibraciones y recalibraciones necesarias en el terreno.
Identificar claramente las muestras con marcas adecuadas e indicar el punto y las condiciones de ex-
tracción. Hacer todas las anotaciones en la libreta de campo.
12) Transportar las muestras al laboratorio, observando los cuidados necesarios, p. ej. la carga
electrostática del recipiente puede desprender polvo retenido en un filtro, la temperatura elevada puede
alterar una muestra, etc.
13) Volver los equipos a su lugar original, calibrarlos nuevamente, revisarlos y, eventualmente, repararlos.
14) Analizar las muestras en el laboratorio, según las técnicas elegidas.
15) Expresar los resultados. Hacerlo en unidades coherentes con las exigencias legales o lo demandado
por el cliente.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 73.

16) Analizar los resultados, hacer el manejo estadístico correspondiente.

17).Informar los resultados. Conviene adjuntar toda la información complementaria que facilite su
interpretación.
18) Verificar el cumplimiento del objetivo planteado en el primer punto de este listado.
Veamos con más detenimiento algunas de estas etapas.
1. Fijación del objetivo de la medición.
El objetivo se debe plantear claramente y por escrito. Al respecto es bueno plantearse y responder a las si-
guientes preguntas: ¿por qué se va a hacer la medición?, ¿para qué se va a medir?
Por ejemplo el objetivo del muestreo puede determinar los parámetros del proceso y de la emisión que se
han de medir, el método de medición a usar, el tiempo disponible para entregar los resultados.
Por ejemplo si se ha de hacer una medición para saber si las emisiones de una chimenea cumplen con los lí-
mites fijados por las leyes, entonces éstas incluso pueden llegar a fijar el método a emplear. Si la medición es
pedida por un juez para un peritaje, éste puede fijar los plazos para presentar el informe y consecuentemente se
deberá emplear un método que asegure tener los resultados en el momento oportuno. Si se busca medir el
rendimiento de un equipo de tratamiento de gases de escape, normalmente se debe medir la concentración de los
contaminantes a remover por el equipo antes y después del mismo, como las concentraciones antes del equipo
pueden ser muy grandes, los sistemas de medición comunes para verificar el cumplimiento de límites legales de
emisión, generalmente pequeños, pueden resultar inútiles, debiéndose buscar otros.
Los objetivos principales pueden ser [44] [17]:
1. evaluar el cumplimiento de normas oficiales de emisión;
2. determinar rendimiento de sistemas de tratamiento de gases de escape, de partes o de toda la
instalación, p. ej. para verificar el cumplimiento de una garantía;
3. realizar tareas de investigación y desarrollo para obtener información sobre emisiones de un
proceso, para determinar la influencia de parámetros operativos específicos sobre emisiones, para
evaluar nuevas técnicas de medición de emisiones, etc. ;
4. hacer un control y seguimiento continuos (monitoreo continuo). Medición en forma continua de
parámetros seleccionados para confirmar si las condiciones totales de combustión y / /o de los
sistemas de tratamiento de gases de escape no difieren demasiado de las observadas durante los
ensayos de aceptación del equipo;
5. determinar las pérdidas de materiales, productos, etc. por las emisiones.
Mediciones para evaluar el cumplimiento de las prescripciones legales [17].
Su objetivo es verificar el cumplimiento de todas las condiciones legales relativas a las emisiones y a toda
otra restricción existente sobre el sistema.
Normalmente implica tomar las muestras a la salida del sistema (chimenea).
En general se requiere un ensayo de este tipo durante los seis primeros meses después de la puesta en
marcha del sistema y luego repetirlo cada seis o doce meses. El primer ensayo debe comprender todas las
determinaciones necesarias, los ensayos que le siguen pueden limitarse sólo a parámetros que son clave.
P. ej. se pueden determinar:
- gases de combustión: monóxido de carbono (CO), bióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2 ),
- otros gases: cloruro de hidrógeno (ClH), bióxido de azufre (SO2 ), óxidos de nitrógeno (NOx )
- partículas y opacidad,
- dibenzodioxinas policloradas y dibenzo furanos,
- hidrocarburos totales,
- metales: plomo (Pb), mercurio (Hg), cadmio (Cd), cromo total (Cr total),
- condiciones operativas del proceso: datos del horno, caldera, equipos de tratamiento.
Los límites a cumplir se deben conocer de antemano para seleccionar y ajustar el método de muestreo y aná-
lisis. Aunque también éstos pueden estar fijados por la ley o la autoridad de aplicación de la misma.
También debe definirse el criterio para juzgar la aceptabilidad de los resultados. Típicamente se requieren
como mínimo tres ensayos repetidos bajo las mismas condiciones operativas, se considera satisfactorio si los tres
ensayos dan resultados que cumplen los límites, otras legislaciones admiten que uno de los resultados se pierda,
p. ej. por accidente o por error en el laboratorio, siempre que los otros dos cumplan con los límites. En cada caso
deberá fijarse previamente el criterio de cumplimiento.
Así mismo deben fijarse previamente las técnicas para análisis de resultados y cómo se han de informar.
Los ensayos se hacen en distintas condiciones de operación del equipo generador de los gases de escape
(horno, caldera, etc.): 100 % de la capacidad de diseño, 80 % u otra, pero siempre se debería incluir la de 100 %.
Si se ensaya una instalación que comprende varias unidades del mismo diseño (p. ej. tres hornos incinerado-
res, cada uno de 250 t/día de capacidad) los parámetros globales de combustión (p. ej. partículas, CO, CO 2 , O2 )
deberían medirse en cada unidad; aquellos parámetros relacionados principalmente con el combustible (p. ej.
ClH, SO2 , trazas de materia orgánica o de metales) se pueden medir solamente en una de las unidades,
suponiendo que las demás son de igual diseño y se operan en iguales condiciones nominales. Estas condiciones
pueden variar según los casos, las autoridades y las normas legales.
.74 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Mediciones para determinar el rendimiento de sistemas de tratamiento de gases de escape[17].

Su objetivo es determinar si una instalación para el tratamiento de gases de escape opera de acuerdo con las
especificaciones de su diseño.
Pueden requerir tomar muestras antes y después de los equipos para el tratamiento de gases de escape.
Los parámetros a medir pueden ser los citados recién para ensayos de cumplimiento pero, además, incluir
otros, p. ej. partículas finas ( <10 m ó bien <2,5 m de diámetro de corte) o bien substancias químicas como las
que se mencionarán para ensayos de investigación y desarrollo.
Según lo que se busque también se deben medir variables propias de los sistemas para tratamiento de gases
de escape, como, p. ej., campo electrostático en los precipitadores electrostáticos, carga superficial en el caso de
los filtros de mangas, etc.
También en el caso de estos ensayos, para poder asegurar que los resultados son representativos del rendi-
miento real durante el período de ensayo se deberían completar, con buen éxito, tres ensayos en cada condición
de interés.
Mediciones para investigación y desarrollo[17].
Sus objetivos pueden ser muchos, p. ej.:
- investigaciones para determinar si se deben agregar nuevos parámetros, o eliminar alguno de los
existentes, a la lista de aquellos cuyos límites son de cumplimiento obligatorio;
- investigaciones tendientes a asociar técnicas de combustión, combustibles, etc. con emisiones resul-
tantes. Suelen requerir mediciones antes y después de los equipos para tratamiento de gases de escape;
- evaluación de nuevas técnicas para tomar muestras, hacer análisis, etc.
Entre los parámetros posibles medición se encuentran:
- compuestos orgánicos volátiles, sobre la base de compuestos específicos y no del total, que está
representado por los hidrocarburos totales. P. ej. determinar substancias determinadas como formaldehído o un
grupo de substancias dentro de determinado conjunto;
- bifenilos policlorados, desde mono hasta decacloro bifenilos;
- compuestos orgánicos semivolátiles, como bencenos clorados, fenoles clorados, hidrocarburos aro-
máticos polinucleares como el benzo [ ]pireno, etc.
- metales, incluyendo arsénico, berilio, cromo VI y total, níquel.
Las condiciones de ensayo pueden ser muy variables, incluyendo, p. ej., la operación deliberada del sistema
fuera de las especificaciones de diseño para, de esa forma, definir la operación aceptable y la inaceptable o para
determinar las emisiones máximas en las peores condiciones de operación.
En este caso son necesarios seis o más ensayos para cada condición con el fin de detectar diferencias entre
emisiones bajo diferentes condiciones.
Debe incorporarse un control de calidad en el diseño del ensayo tal que asegure que el rendimiento del
método cumpla con los objetivos fijados.
En determinadas circunstancias habrán de medirse parámetros especiales, p. ej. determinados por circuns-
tancias ambientales particulares, equipos no comunes, etc.
Mediciones para control y seguimiento continuos (monitoreo continuo).
Requieren equipos especiales que, Dios mediante, trataremos en un capítulo posterior.
Bástenos decir aquí que estos equipos deben ser aprobados por la autoridad competente, instalados y
operados convenientemente y calibrados periódicamente.
Determinación de pérdidas de materiales.
Como las pérdidas de materiales arrastrados por los gases de escape van a engrosar las cantidades emitidas,
las mediciones de estas últimas nos permiten determinar aquellas.
Obsérvese que estas mediciones pueden hacerse con cualquier método conveniente, no necesariamente el
fijado por las leyes o las autoridades oficiales. Tampoco reunirán los requisitos formales de las mediciones para
evaluar el cumplimiento de las prescripciones legales.
2. Planificación general de tareas.
Partes intervinientes en un muestreo [44].
Hay tres grupos de personas implicados:
1. el representante de la planta a ser muestreada, que es el responsable del seguimiento y registro
de la operación productiva, de aportar muestras atinentes al proceso, tales como materias primas,
insumos, etc.
Las condiciones operativas se definirán de manera tal de incluir los parámetros operativos clave del proceso
y la operación de los sistemas de tratamiento de gases. En caso de que la operación productiva salga de sus
condiciones normales, de manera que se puedan alterar los resultados del ensayo, éstos no tendrán valor legal
futuro pero, para ello, el representante de la planta deberá informar inmediatamente al grupo de ensayo la
existencia de una anormalidad; no obstante la documentación referida al funcionamiento anormal de la planta es
muy importante, para evitar el uso posterior indebido de los resultados.
2. el grupo que realiza el ensayo, que arma el equipo correspondiente, lleva a cabo las mediciones
preliminares, toma las muestras del caso y desarma el equipo, además es responsable por el
análisis de las muestras y el informe de los resultados,
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 75.

3. el personal de la oficina del gobierno encargada en cuestiones ambientales será responsable de la

guía antes y durante el ensayo, de la evaluación de los procedimientos de muestreo y por
apreciar las emisiones visibles durante el ensayo. Las guías serán escritas e indicarán claramente
los procedimientos aceptables de muestreo así como las condiciones mínimas a reunir por el
ensayo, los procedimientos para el cálculo y la información de los resultados del ensayo.
Personal a cargo de las tareas.
La determinación de la calidad de los gases que circulan por un conducto o chimenea puede ser hecha por
personal de la empresa, con equipamiento propio, o bien se puede mandar a hacer a terceros.
Para decidir si hacerlo la empresa o mandarlo a hacer por terceros se debe considerar [44]:
1. disponibilidad del personal adecuado con experiencia suficiente, tanto para el muestreo como
para los análisis posteriores del material recogido,
2. disponibilidad del equipamiento de muestreo, calibración y análisis necesarios, así como del
lugar de trabajo y tiempo requeridos,
3. uso de los datos del ensayo, el muestreo por terceros puede asegurar cierta imparcialidad de los
resultados,
4. estimación de los costos, en uno y otro caso,
5. estimación de la cantidad de ensayos necesarios, en función del número de fuentes y de las
repeticiones. Normalmente se suele preferir personal propio para programas largos con
muestreos frecuentes, en tal caso se puede dar la auditoría a terceros,
6. restricciones impuestas por los gremios, sobre todo si hay problemas de calificación del personal
dedicado al tema,
7. seguridad de los empleados y seguros, sobre todo teniendo en cuenta los riesgos asociados al
muestreo, que suele ser un trabajo en altura, con exposición a productos tóxicos, ambientes ca-
lientes, inclemencias climáticas, riesgos eléctricos, etc.
8. naturaleza confidencial del proceso a ser muestreado, y
9. garantías en la planta, p. ej. si se están realizando trabajos secretos para el gobierno.
Una firma externa puede [44]:
1. actuar como tercera parte en las negociaciones con las oficinas del gobierno encargadas en cues-
tiones ambientales,
2. armonizar el trato con las oficinas del gobierno encargadas en cuestiones ambientales, sobre
todo si las relaciones entre éstas y la empresa no son buenas,
3. asistir en otros temas ambientales, como evaluación de sistemas de tratamiento, cuestiones de hi-
giene y seguridad laborales, cuestiones de legislación ambiental, efluentes líquidos, residuos
sólidos, etc.
Información a suministrar al contratista y la que se espera de éste[44] .
Un pedido escrito de cotización al contratista debería incluir :
1. qué se debe ensayar, p. ej. una caldera, un horno, un proceso, etc.,
2. ubicación de la planta,
3. propósito del ensayo,
4. en el caso de conocerse, indicar las substancias a medir,
5. detalles del área de ensayo, tales como: diámetro de la chimenea, altura de los agujeros para
tomar muestra, dimensiones de la plataforma para muestreo, temperatura aproximada de los
gases, etc.,
6. fechas deseadas para los ensayos y la entrega de resultados.
Una oferta del contratista debería indicar:
1. la fijación de los objetivos del estudio o la tarea,
2. los procedimientos a seguir,
3. un cronograma para completar estos procedimientos,
4. una estimación de costos y esfuerzos, y
5. una lista del personal abocado y su experiencia.
Si las mediciones son hechas con el fin de cumplir disposiciones legales, entonces los procedimientos de en-
sayo, el equipamiento, y los informes de resultados deben ser conformes con lo que solicitan las oficinas del go-
bierno encargadas en cuestiones ambientales, quienes los deberían aprobar oportunamente.
En la oferta se debe incluir: calibración del equipamiento, uso de los métodos de ensayo, preparación de un
programa de ensayos, control de calidad, cadena de custodia de las muestras, procedimientos de cálculo, forma y
contenido de los informes de resultados. Puede ser conveniente que se adjunte un informe de un ensayo anterior,
como muestra.
Para asegurarse que los costos no será excesivos la empresa que solicita el trabajo deberá asumir ciertas res-
ponsabilidades, p. ej.:
1. mantener una operación constante de los procesos durante todo el tiempo que dure el ensayo,
.76 Gases de escape, su medición y tratamiento.

2. provisión de orificios de muestreo adecuados y accesibles, en general son de unos 8 cm de

diámetro,
3. proveer la energía eléctrica necesaria en el lugar de muestreo, en general del orden de los 25 am-
peres,
4. asegurar el acceso a los sitios de muestreo y condiciones de trabajo seguras,
5. suministrar los documentos de seguridad en planta para el personal, los vehículos y el equipa-
miento.
4. Selección del método y de las técnicas a emplear.
Como ya vimos el objetivo mismo puede ya condicionar el método y técnicas a emplear.
Si no fuese así debe seleccionárselos cuidadosamente, p. ej. se deben tener en cuenta:
1. sensibilidad y capacidad de medición, p. ej. si hay fijado un límite de emisiones de una
substancia X de 1 ng/m3 el método a emplear debe ser capaz de medirlo, o bien si se debe
extraer una muestra durante 24 horas el método no debe saturarse después de 12 horas, etc. El
tiempo de respuesta también debe ser adecuado, p. ej. si se necesita tener una respuesta
inmediata no se podrá emplear un método que implique usar medio día para obtener la muestra y
varios días más para analizarla en el laboratorio, un caso así sería la medición de la
concentración de polvo a la salida de un filtro de mangas para asegurar continuamente la
eficiencia del mismo, p. ej. que no se rompió ninguna manga.
2. en lo posible que sean métodos conocidos por el personal que los pondrá en práctica, caso
contrario se deberá prever su preparación.
3. de manera similar, que se disponga del equipamiento necesario, tanto para las mediciones en sí
como para la calibración de los mismos.
5. Selección del personal a emplear.
El personal deberá estar perfectamente familiarizado con el trabajo a realizar. Cuando se compran equipos
nuevos puede ser necesario enviar el personal a entrenarse al país de origen del mismo.
Suele ser muy conveniente tener personal especialmente dedicado a un equipo o una técnica en particular.
No basta conocer el uso del equipo, también se debe estar familiarizado con las técnicas de control de
calidad de las mediciones, calibración de los aparatos, etc.
No debemos olvidar la importancia fundamental que tiene la toma de la muestra en una medición, si ésta se
hizo incorrectamente todo el resto del trabajo será en vano. La muestra debe ser tomada por la persona más
idónea y de máxima jerarquía del grupo, que se hará responsable de todo el trabajo.
6. Selección del equipamiento requerido.
El equipamiento a emplear deberá reunir las características técnicas necesarias.
Se preferirán equipos sencillos, de operación fácil y cuyos desperfectos sean fácilmente detectables.
En ciertos casos la legislación vigente, o las reglamentaciones oficiales que al respecto se dictan, ya fijan un
equipamiento determinado, otras quedan a discreción del interesado.
En lo posible se preferirá equipamiento disponible en el grupo que hará el trabajo, cuyo manejo ya se
conoce.
Si es necesario adquirir el equipo se debe evaluar detenidamente a los proveedores, su solvencia técnica, su
posible continuidad en el mercado, la provisión de repuestos y el servicio posterior a la venta, el suministro de bi-
bliografía técnica, etc.
Si una determinación dada se hace muy de cuando en cuando puede convenir un equipo que requiere más
trabajo pero que sea mucho más barato que otro automatizado, que, además, generalmente requiere personal
mucho más entrenado en el equipo en sí, p. ej. si se opera mediante una computadora puede necesitar varios días,
incluso semanas, para aprender a usar los programas correspondientes.
En los posible se buscarán equipos de fabricación local, pues los importados pueden tener el problema de la
falta de un representante local adecuado, además puede haber problemas de comunicación con las empresas fabri-
cantes, incluso con los manuales, por motivos idiomáticos, a lo que se agrega el problema de repuestos, insumos,
etc. No olvidemos que nosotros normalmente estamos acostumbrados a reparar los equipos, pero no siempre es
así en el extranjero, esto redunda en falta de repuestos, llegándose a que el equipo ya se sacó de producción
cuando requerimos su arreglo.
Se deberá considerar tanto la facilidad de operación del equipo como su facilidad de transporte, por ejemplo
si el equipo es pesado deberá estudiarse detenidamente cómo se lo llevará al lugar de las tareas, si existe la
posibilidad
de dividirlo en partes y armarlo en el sitio, si existe otro alternativo y más liviano, etc.
Junto con el equipamiento se deberán incluir todos los sistemas de calibración necesarios, tanto de
calibración en laboratorio como de calibración en el campo. Los sistemas de calibración pueden ser más caros
que el equipo a calibrar, pero no hay que olvidar que un equipo que no se calibra no da información confiable.
7. Preparación del personal y obtención del equipamiento a emplear incluyendo los sistemas para la
calibración de los equipos a emplear.
De ser necesario se entrenará al personal y se adquirirá el equipamiento a emplear juntamente con los siste-
mas de calibración.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 77.

Observemos que para la calibración de determinados equipos se puede recurrir a centros especializados que
disponen tanto del personal como del equipamiento necesario. Incluso en ciertos casos es casi obligatoria la cali-
bración por institutos oficiales o bien privados habilitados expresamente.
8. Planificación de las tareas .
Se deben planificar las tareas de campo y de laboratorio.
Normalmente, en una reunión previa al ensayo, entre las partes intervinientes se fijan los procedimientos, las
condiciones operativas de la planta o del proceso, se determinan los requisitos de los datos y se formula un crono-
grama. Además se fijan claramente todas las responsabilidades y se prepara un programa detallado del ensayo.
En la planificación de las tareas de campo no se deben olvidar cosas sencillas pero importantes: llevar
comida y bebida para el personal o bien asegurarse que halla tiempo y lugar para comer; prever eventual
evacuación de personal accidentado, incluyendo tanto los medios de evacuación como el destino, sea un hospital,
sala de primeros auxilios u otro; acordarse de incluir accesorios imprescindibles como libreta de anotaciones,
lápiz de grafito, pues si el papel se ensucia con grasa los bolígrafos no suelen escribir, cinta métrica, etc.
No olvidarse de considerar los medios de transporte del personal y del equipo, así como el alojamiento de
unos y almacenamiento del otro, en caso necesario; incluso quién corre con los gastos respectivos.
En ciertos casos el transporte de las muestras recogidas puede ser un problema adicional a considerar. Tanto
por el tamaño de las mismas, su embalaje, etc., como por quién se encargará de las mismas, por ejemplo en el
caso de que el mismo personal tome varias muestras, durante un tiempo más o menos largo, en un sitio alejado y
envíe las muestras al laboratorio por otras personas.
Deberá acordarse con el personal de laboratorio, según los casos, la cantidad de muestra necesaria, el mo-
mento en que reciben las muestras, cómo se la debe conservar, transportar, etc. P. ej. si la muestra es susceptible a
la descomposición biológica debe ser refrigerada; si va a ser sometida a ensayos que duran una cantidad fija de
días, al cabo de los cuales se deben hacer determinaciones, el personal de laboratorio fija días determinados para
su recepción, etc.
9. Calibración del equipamiento a emplear.
Antes de llevar el equipo al campo para realizar las tareas de medición o toma de muestras, y al regreso del
mismo, es necesario calibrarlo en laboratorio. Normalmente si a la vuelta del campo el equipo está descalibrado
es necesario desechar la medición o la toma de muestras realizada, recalibrar el equipo y repetir todo, incluyendo
la calibración al regreso, hasta que ambas calibraciones den resultados aceptables.
Frecuentemente se requiere volver a calibrar el equipo en el campo, sobre todo si se hacen más de una medi-
ción o toma de muestras sin volver al laboratorio.
10. Transportar al personal y al equipo al sitio donde se harán las mediciones o se tomarán las muestras y
regreso.
Deberán proveerse los medios necesarios, en tiempo y forma, tanto para el equipo, como para el personal y,
si es necesario, las comidas, bebidas, etc.
11. Realizar las mediciones y tomar las muestras.
Se deben hacer las mediciones accesorias tales como estado del tiempo (temperatura, presión, humedad,
insolación, etc.), a veces la información del Servicio Meteorológico es suficiente, otras debe ser complementada
con información local del sitio, por ejemplo velocidad y dirección del viento en el lugar, si llueve, hay sol o está
nublado, etc.
También se recogerán datos anexos pero muy valiosos en determinadas circunstancias, por ejemplo la forma
de trabajar el proceso productivo o los operarios en el momento de extraer la muestra, así si se extrae una muestra
de polvo ambiental y justo en ese momento se descarga material molido desde un camión abierto la muestra
puede alterarse sensiblemente, lo mismo si el personal se pone a barrer buscando, precisamente, levantar polvo.
Extracción de muestras en conductos o chimeneas.
Tren de muestreo
Como en general todo sistema para muestreo consiste en: 1) un elemento que separa la parte a muestrear del
resto del universo y la conduce hacia el resto del sistema de muestreo, 2) uno o más elementos que retienen el
producto a reconocer y, eventualmente, cuantificar; 3) un conjunto de elementos de regulación y control del
sistema, que permiten, entre otras cosas, conocer el tamaño de la porción del universo que ha atravesado el
sistema; 4) un dispositivo que mueve la parte a muestrear a través del sistema.
En nuestro caso el elemento que cumple la función de tomar la parte a muestrear y conducirla hacia el resto
del sistema de muestreo generalmente es un tubo llamado sonda, raramente es de vidrio, en general es metálico,
incluso de titanio, p. ej. si se desea muestrear cromo.
Para la retención de los productos a reconocer se usan ciclones para las partículas grandes, filtros, planos o
dedal, para partículas sólidas en general; si se desea hacer una determinación granulométrica se suelen
reemplazar por impactadores en cascada. Para gases y vapores se usan frascos burbujeadores, cuando se retienen
por absorción en líquidos de composición determinada para cada caso, o bien recipientes con carbón activado u
otro adsorbente, cuando se emplea adsorción para la retención del producto a estudiar. Existen métodos complejos
para casos particulares.
La sonda y los aparatos destinados a retener polvo se suelen calentar, para evitar que la condensación de lí-
quidos que formen barros y se tape el sistema. La parte que retiene gases y vapores, por absorción o por adsorción,
.78 Gases de escape, su medición y tratamiento.

va refrigerada.
Los elementos de regulación y con-
trol son un caudalímetro, p. ej. un rotáme-
tro, y válvulas, para medir y regular cau-
dales, un medidor de volumen total de gas,
que permite conocer cuánto gas atravesó el
sistema, o sea el volumen total muestreado.
Así si dividimos la masa del producto
retenido en el elemento de retención por
este volumen obtendremos la concen-
tración (en masa sobre volumen) del pro-
ducto en el gas de escape de la chimenea o
el conducto.
Para mover el gas por el sistema se
emplea en general una bomba, eventual-
mente un eyector.
En la figura 2 hemos tratado de resumir lo
dicho

Fig. 2. Elementos de un sistema de

muestreo en chimenea.

Muestreo isocinético.
Según que se desee muestrear partículas o gases o vapores el método variará fundamentalmente, ya que
mientras la inercia de las moléculas de los diferentes gases es similar no ocurre lo mismo con la de las partículas,
que difiere notablemente de la de las moléculas de los gases y entre unas y otras partículas.
Además , el método de muestreo también cambiará según el gas a muestrear, como ejemplo podemos cons-
truir la tabla 1 [15] y [44]º.
Magnitud a medir: Equipo básico de muestreo: Algunos detalles de la técnica:
caudal Pitot en s y manómetro 30 minutos, error + 4%
peso molecular seco, Orsat, la muestra puede ser: instantánea, integrada (30 l) en un
se determina: punto, en puntos múltiples (velocidad constante en c/u*)
%CO2 y %O2 con o sin integración. %(CO +N2) = 100 - %O2
Md = 0,44 %CO2+0,32 5%O2+0,28%(CO +N2)
humedad cuatro impactadores: 3 con agua y vol agua, G silicagel
el 4º con silicagel
partículas muestreo isocinético, filtro, impac- como mínimo 2 minutos por punto, total entre 1 y 4 horas.
tadores y silicagel
SO2 3 microimpactadores, 1º con 15 ml de 2 muestras de 20 minutos c/u, separadas 30 minutos entre
isopropanol, 2º ý 3º 15 ml de H2O2 sí
NOx frasco esférico evacuado, con 25 ml Una muestra demora 15 / 30 segundos. Una corrida se
de solución de H2O2 y H2SO4, forma con 4 muestras.
análisis colorimétrico
Tabla 1. Resumen de los métodos para la determinación, en chimenea, de algunos parámetros de los gases de
escape. [44] y [48].
Cuando se muestrean partículas, sean éstas sólidas o líquidas, para que la muestra resulte representativa de
la realidad, deberá procurarse que la cantidad de partículas extraídas por unidad de volumen de gas aspirado por
el sistema de muestreo, así como la granulometría de las mismas, coincidan con sus correspondientes en el gas de
escape que está circulando por la chimenea.
Para lograr esto se recurre a lo que se llama muestreo isocinético, mediante el cual se procura que sea igual
la velocidad con que se está captando la muestra, o sea la velocidad con la que el gas de escape entra al sistema
de muestreo por su boca de aspiración , o boca de la sonda, y la velocidad con la que escurrirían los gases en el
mismo lugar si no existiera el sistema de muestreo.
Si la muestra no se tomara isocinéticamente podrían darse, en principio, dos casos, que tratamos de ilustrar
en la figura 3.
Tengamos presente en primer lugar que, en principio, sólo las partículas finas, por su inercia pequeña,
sufren apreciablemente los efectos de la desviación por las corrientes gaseosas
Si la velocidad de los gases a la entrada de la sonda (V cap) fuese menor que la de escurrimiento de los
mismos en ese punto (Vch), las líneas de corriente del fluido se abren, procurando "sortear" el obstáculo, las
partículas menores, de inercia pequeña, seguirán en su movimiento al gas y no entrarán por la sonda,
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 79.

consecuentemente no integrarán la muestra, pero las mayores, al tener una inercia más o menos importante,
continuarán su trayectoria, penetrarán por la boca de la sonda y pasarán a formar parte de la muestra;
consecuentemente mediremos una relación entre la masa de partículas groseras y la masa de partículas finas
mayor que la real. Además la masa total recogida será menor que la que realmente habría que recoger.
A la inversa, si la velocidad de los gases a la entrada de la sonda (V cap) fuese mayor que la de escurrimiento
de los mismos en ese punto (Vch), las líneas de corriente del fluido se "cierran" procurando penetrar por la sonda,
pues estamos aspirando un caudal mayor que el que realmente circula por ese punto de la chimenea. De nuevo,
las
partículas de menor inercia, que, en
general, son las menores, serán arras-
tradas por los gases, penetrarán por
la sonda y pasarán a formar parte
de la muestra, las de inercia mayor,
que no son desviadas de su trayec-
toria, o lo son poco, continúan su
camino penetranrdo por la boca de
la sonda sólo aquellas que la en-
cuentren enrfrente. Por lo tanto
mediremos una relación entre la
masa de partículas groseras y la
masa de partículas finas menor que
la real. Y la masa total recogida
será mayor que la que realmenrte
corresponde al volumen de gases
muestreado.
Fig. 3. Causas del muestreo isocinético.
La necesidad de lograr un muestreo isocinético trae varias consecuencias:
1) medir la velocidad de los gases en el punto de muestreo,
2) regular la velocidad con la que dichos gases penetran por la boca de la sonda, para igualarla a la
medida según el punto anterior,
3) procurar zonas de la chimenea donde el perfil de velocidades sea lo más uniforme posible, reduciendo
así el número de puntos a muestrear sobre un mismo diámetro.
Veamos lo dicho con más detalle.
Dado que las velocidades de escurrimiento de los gases de escape dentro de la chimenea no son constantes
en el tiempo, pues normalmente varían los caudales de gases de escape, se debería medir la velocidad de los gases
en el punto de muestreo en el mismo momento en el que se está extrayendo la muestra, para ello se puede recurrir
a un tupo de Pitot o de Prandtl colocado unos 60 cm a barlovento y en el mismo filete fluido, suponiendo que son
iguales las velocidades en el punto en el que se extrae la muestra y en el que se mide la velocidad, es lo que trata-
mos de representaren la figura 2. Otra alternativa es colocar el tubo de Pitot junto con la sonda, que entonces
resulta más gruesa, en este caso se desprecia la pequeña distancia lateral en ambos puntos, el de muestreo y el de
medición de las velocidades, es lo que tratamos de representar en la figura 4.

Fig. 4. Cabezal integrado del sistema

de tomas de muestras.

Conocida así la velocidad de escurrimiento de los gases de escape por la chimenea en el punto de muestreo,
se procura igualarla con la que los mismos alcanzan al entrar a la sonda, para ello, elegido el diámetro de la boca
de la sonda, mediante una válvula al efecto se ajusta el caudal muestreado, que se mide con un caudalímetro
adecuado, por ejemplo un rotámetro como ilustramos en la figura 2. Para facilitar la tarea se gradúa la escala del
rotámetro en velocidades, para un diámetro determinado de la boca de la sonda. Normalmente existe un juego de
bocas de sonda de diferentes diámetros, que permiten, con una bomba de capacidad dada, cubrir un intervalo
adecuado de velocidades en la boca de la sonda.
Recordemos que un rotámetro es un aparato de forma cónica, hecho en un material
transparente, en cuyo interior hay una bolita u otro cuerpo de sección circular, el fluido lo
recorre desde el vértice a la base del cono y la bolita, o su similar, sube o baja según el
caudal del fluido, según tratamos de representar en la figura 5. La posición de la bolita
depende de su peso, de la viscosidad del fluido, de su caudal, etc.
Fig. 5. El rotámetro. (Q : caudal).
.80 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Es muy importante notar que mientras los gases fluyen por el conducto o chimenea a una temperatura dada,
que puede ser alta, y es la que tienen los gases al entrar por la boca de la sonda, al pasar la muestra por el rotáme-
tro su temperatura es del orden de los 20 ºC, por lo tanto al calcular la velocidad en la boca de la sonda debe com-
pensarse esa diferencia de temperaturas, lo cual, si se considera a los gases de escape como perfectos, se puede
hacer mediante la ecuación de estado de los gases perfectos p V = n R T donde p es la presión, V el volumen, n el
número de moles y T la temperatura del gas y R una constante universal para todos los gases, cuyo valor
numérico depende del sistema de unidades empleado, p. ej. R = 848 kgm/mol . grado [45].
P. ej. : si T es la temperatura, V el volumen, p la presión, Q el caudal, n el número de moles del gas, t el
tiempo, y con los subíndices s marcamos las condiciones en la boca de la sonda y r las condiciones medidas en el
rotámetro podemos calcular:
Qs Vs Vr
velocidad real en la boca de la sonda vs y el caudal medido por el rotámetro Qr , pero por la
Ss t Ss t
ecuación de estado de los gases perfectos ps Vs = ns R Ts y pr Vr = nr R Tr , además ps pr ns = nr por
Vs Vr Vr
lo tanto , de donde Vs Ts y la velocidad real en la boca de la sonda resulta en función de lo
Ts Tr Tr
Qs Ts Vr Ts 1
medido en el rotámetro vs Qr
Ss Tr S s t Tr Ss
De lo anterior se deduce que es necesario medir la temperatura de los gases que fluyen por el conducto o en
la chimenea y la temperatura de la muestra de gases en proximidades del rotámetro, normalmente a la salida del
último burbujeador.
A los efectos de obtener un resultado representativo se toman diferentes muestras en otros tantos puntos ubi-
cados sobre dos diámetros perpendiculares pertenecientes a un mismo plano transversal , que podríamos llamar
plano de muestreo.
Para procurar zonas de la chimenea donde el perfil de velocidades sea lo más uniforme posible, se busca ale-
jar el plano de muestreo tanto de la boca de salida de la chimenea, como de accidentes importantes en el flujo,
tales como codos, válvulas, etc., donde el perfil de velocidades está muy distorsionado.
P. ej. según la norma canadiense para la medición de partículas provenientes de fuentes fijas, [46], el
número mínimo de puntos a medir sobre un mismo plano transversal, en función del diámetro de la chimenea está
dado por la tabla 2, que vale cuando el plano de muestreo se ubica como mínimo a ocho diámetros de conducto o
chimenea corriente abajo o dos diámetros corriente arriba de cualquier perturbación, tal como curvas, cambios de
sección, descargas o salidas, etc.
Diámetro interior de la chimenea o del conducto, metros Número de puntos
D < 0,3 4
0,3 < D< 0,6 8
0,6 < D< 1,2 12
1,2 < D< 2,4 20
2,4 < D< 4,8 32
4,8 < D consultar con las autoridades competentes
Tabla 2. Número mínimo de puntos de muestreo, según norma canadiense. [46]
Siempre según la misma norma, cuando las condiciones indicadas no se pueden cumplir se debe corregir el
número de puntos conforme con lo indicado en la figura 6, se miden las distancias desde el plano de muestreo a
las perturbaciones del flujo, se calcula el número mínimo de puntos conforme a dicho diagrama y se toma el
mayor, ajustándolo a un múltiplo de 4 para conductos circulares.
Si A>2,0 x D y B>8,0 x D tomar el número mínimo de puntos de muestreo conforme con la tabla 2.
Si 1,0 x D < A <2,0 x D ó 4,0 x D < B <8,0 x D el número mínimo de puntos de muestreo se calcula multi-
plicando el número mínimo de puntos de muestreo obtenido de la tabla 2 por el valor de K obtenido del gráfico
de la figura 6. Se hace el cálculo para ambas distancias, A y B de las correspondientes perturbaciones; se toma el
que resulte mayor y se hace múltiplo de cuatro, para conductos circulares o un valor conveniente para los
rectangulares.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 81.

Si A <1,0 x D ó B <4,0 x D
se deberá consultar con las au-
toridades respectivas.

Fig. 6. Corrección de la canti-

dad mínima de puntos
de muestreo.

Los puntos de muestreo se

distribuyen en dos diámetros per-
pendiculares, la mitad del total de
puntos en cada diámetro.
La distancia de los puntos a la pared interior de la chimenea se puede obtener de la tabla 3, sacada de la
mencionada norma canadiense, [46]. O calcularse mediante la fórmula mostrada en la figura 7.
Nº del punto en el diáme- Porcentaje del diámetro de la chimenea comprendido entre la pared interior de la
tro misma y el punto de medición
Cantidad de puntos sobre un diámetro
2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24
1 14,6 6,7 4,4 3,3 2,5 2,1 1,8 1,6 1,4
1,3 1,1 1,1
2 85,4 25,0 14,7 10,5 8,2 6,7 5,7 4,9 4,4
3,9 3,5 3,2
3 75,0 29,5 19,4 14,6 11,8 9,9 8,5 7,5
6,7 6,0 5,5
4 93,3 70,5 32,3 22,6 17,7 14,6 12,5 10,9 9,7 8,7 7,9
5 85,3 67,7 34,2 25,0 20,1 16,9 14,6 12,9 11,6 10,5
6 95,6 80,6 65,8 35,5 26,9 22,0 18,8 16,5 14,6 13,2
7 89,5 77,4 64,5 36,6 28,3 23,6 20,4 18,0 16,1
8 96,7 85,4 75,0 63,4 37,5 29,6 25,0 21,8 19,4
9 91,8 82,3 73,1 62,5 38,2 30,6 26,1 23,0
10 97,5 88,2 79,9 71,7 61,8 38,8 31,5 27,2
11 93,3 85,4 78,0 70,4 61,2 39,3 32,3
12 97,9 90,1 83,1 76,4 69,4 60,7 39,8
13 94,3 87,5 81,2 75,0 68,5 60,2
14 98,2 91,5 85,4 79,6 73,9 67,7
15 95,1 89,1
83,5 78,2 72,8
16 98,4 92,5
87,1 82,0 77,0
17 95,6
90,3 85,4 80,6
18 98,6
93,3 88,4 83,9
19 96,1 91,3 86,8
20 98,7 94,0 89,5
21 96,5 92,1
22 98,9 94,5
23 96,8
24 98,9
Tabla 3. Ubicación de los puntos de muestreo sobre los diámetros de chimeneas de sección circular. [46].

Fig. 7. Ubicación de los puntos de

muestreo sobre los diáme-
tros de chimeneas de sec-
ción circular, [47].

En el caso de conductos de sección rectangular se considerará para los cálculos anteriores, según la norma
canadiense mencionada, la longitud del lado mayor en lugar del diámetro y para calcular el número mínimo de
puntos de muestreo se aplican la tabla y el gráfico mencionados.
.82 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Se divide el área de la sección transversal en tantos

rectángulos elementales iguales como puntos de muestreo
resultan y se ajustan los rectángulos elementales de forma
que la relación largo / ancho se encuentre entre 1 ý 2,
ubicándose los puntos de muestreo en los centros de grave-
dad de los rectángulos elementales, según la figura 8.

Fig. 8. Ubicación de los puntos de muestreo en la sec-

ción rectangular. [46].

En cambio según Haaland, H. H., [47], una distribución típica de los puntos de muestreo en una sección rec-
tangular es la mostrada en la figura 9 y, si el flujo es claramente uniforme, el número mínimo de puntos de mues-
treo se puede determinar mediante la tabla 4.
Superficie de la sección transversal [m2] Número de puntos de muestreo
menos de 0,2 4
entre 0,2 y 2,3 12
más de 2,3 20 ó más
Tabla 4. Número mínimo de puntos de muestreo, en casos de flujo uniforme, [47].

Fig. 9. Ubicación de los puntos de

muestreo en la sección rec-
tangular, [47].

Por su parte la Agencia de Protección Ambiental de Los Estados Unidos de Norte América fija, en el
método de ensayo Nº 1, [49], que para el caso de conductos o chimeneas rectangulares se puede calcular su
diámetro equivalente De dado por la fórmula siguiente:

2ab
De
(a b)

y aplicar el criterio de los dos y los ocho diámetros a partir

de las singularidades, como ya explicamos para conductos
de sección circular.
Fig. 10. Esquema para el cálculo del diámetro equivalente.
Condiciones prácticas de la extracción de muestras en conducto o chimenea [44].
La ubicación del lugar en el que se extraerá la muestra tienen en cuenta las condiciones del flujo en el
mismo, pero también es importante que el lugar sea accesible y seguro. Debe haber espacio para el equipamiento
y su maniobra, disponibilidad de electricidad y condiciones de seguridad aceptables, p. ej. deberán estudiarse la
exposición del personal al calor o al frío excesivos, a atmósferas tóxicas o explosivas, etc.
Los orificios de muestreo se ubicarán como mínimo a ocho diámetros de la chimenea a sotavento de curvas,
entradas, reducciones, equipo de tratamiento, etc., es decir de alteraciones del flujo, y como mínimo a dos diáme-
tros a barlovento de la boca de descarga de la chimenea. Si no se reúnen estas condiciones puede recurrirse a pro-
logar la chimenea con un suplemento, si no se logra una autorización especial de la oficina del gobierno
encargada en cuestiones ambientales.
Los agujeros de muestreo pueden hacerse mediante caño normal de 7,5 cm (3"), con reborde para abulonar
una tapa de 15 cm (6") de diámetro. Una brida ciega o tapa abulonada se coloca mientras no se usa el agujero
para sus fines específicos. En chimeneas grandes, de doble pared, es preferible usar orificios aún mayores. En
casos excepcionales, p. ej. donde la presencia de productos tóxicos los exija por cuestiones de seguridad, se
pueden usar válvulas de compuerta.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 83.

Los agujeros de muestreo terminan al ras de la superficie interior de la pared de la chimenea, sobresaliendo
hacia el exterior al menos 5 cm (2") pero no más de 20 cm (8"), salvo que se requiera algo más en el caso de usar
válvulas de compuerta. Los agujeros de muestreo se instalarán a no menos de 60 cm (2 pies) ni más de 1,80 m (6
pies) del piso de la plataforma, se deberá respetar la zona libre de la que hablaremos luego.
Número de orificios de muestreo necesarios: si la suma del diámetro interior de la chimenea más el largo del
orificio de muestreo, medido desde la superficie interior de la pared de la chimenea hasta el extremo del caño del
agujero de muestreo, es de menos de 3 m (10 pies) se deberían hacer dos orificios de muestreo sobe dos
diámetros a 90º. Si la suma mencionada supera los 3 m (10 pies), entonces se usarán cuatro orificios sobre dos
diámetros a 90 º. En casos especiales pueden existir excepciones a esta regla.
Los orificios de muestreo deben poder resistir esfuerzos de corte verticales de 150 kg (200 libras),
horizontales de 25 kg (50 libras) y tensiones radiales, a lo largo del diámetro de la chimenea, de 25 kg (50 libras).
Dimensiones de la plataforma: si se necesitan dos orificios de muestreo a 90º debe cubrir el cuarto de
circunferencia que los abarca y extenderse 1 m (3 pies) a cada lado más allá de los mismos, como mínimo. Si se
necesitan cuatro agujeros de muestreo, entonces la plataforma circunvalará totalmente la chimenea. Si la suma del
diámetro interior de la chimenea más el largo del orificio de muestreo, medido desde la superficie interior de la
pared de la chimenea hasta el extremo del caño del agujero de muestreo, es de menos de 3 m (10 pies) la
plataforma tendrá, como mínimo, 90 cm (3 pies) de ancho, sino 1,2 m (4 pies).
El acceso a la plataforma estará asegurado mediante una escalera adecuada, ascensor, etc.
La plataforma contará con la barandilla
adecuada, en lo posible armada con hierros ángulo
en lugar de caños. No se podrán colocar pozos de
escalera, de ningún tipo, a menos de 90 cm (3 pies) de
un agujero de muestreo y, en todos los casos,
estarán cubiertos con una plataforma adecuada o
cerrados por una barandilla conveniente.
La carga de trabajo de la plataforma será la
suficiente para permitirle resistir como mínimo el
peso de tres hombres y 100 kg (200 libras) de
equipo, es decir unas 400 kg (800 libras) en total.
En el caso que la chimenea salga por una azotea o
techo accesible se lo podrá utilizar como
plataforma en tanto reúna todas las demás
condiciones indicadas.
Al rededor de cada punto de muestreo se
dejará una zona libre, de 30 cm (1 pie) por encima
del agujero, 60 cm (2 pies) por abajo y a cada lado.
La zona libre se debería extender hacia el exterior
de la pared de la chimenea, como mínimo, hasta
una distancia igual a la suma del diámetro interior
de la chimenea más el largo del orificio de
muestreo, medido desde la superficie interior de la
pared de la chimenea hasta el extremo del caño del
agujero de muestreo, más 90 cm (3 pies).
Fuentes de energía eléctrica: en la plataforma
debe preverse la existencia de tomacorrientes para
15 Amp, monofásico, con protección para
intemperie, y al pie de la chimenea otro tomaco-
rrientes similar pero para 30 Amp.
Sistema opcional para soporte del equipo
tomamuestras: se puede llegar a fijar en la pared de
la chimenea un riel metálico para soportar el equipo
para tomar muestras, debe tenerse en cuenta que los
equipos par tomar muestras no están normalizados,
por lo que estos soportes varían según los modelos
respectivos.
Hemos tratado de esquematizar lo anterior en
Fig. 11. Esquema de la plataforma para sacar la figura 11.
muestras en una chimenea.
Duración previsible de una extracción de muestras en conductos o chimeneas.
Normalmente un ensayo para asegurar el cumplimiento consiste de tres ruedas de muestreo, precedidas de
mediciones previas para controlar el equipamiento. La tabla 5 da una idea de los tiempos necesarios para cada
fase.
.84 Gases de escape, su medición y tratamiento.

A su vez las ruedas de muestreo se componen de las tareas indicadas en la tabla 6.

Tarea Nº tarea: tiempo requerido:
1 armar el equipamiento 2 á 4 horas
2 hacer las mediciones preliminares 1 hora
3 hacer una rueda de muestreo 1 á 4 horas
4A recuperar la muestra y preparar todo para la rueda siguiente 1 á 3 horas
4B preparar todo para la rueda siguiente sin recuperar muestra 1á 2 horas
5 desarmar y embalar el equipo 1 á 2 horas
Tabla 5. Tiempos estimados para el muestreo en chimenea [44].

Rueda de muestreo Nº tareas a realizar: tiempo requerido:

1 1, 2, 3 y 4A o 4 B 5 á 16 horas
2 2 (optativa), 3 y 4A o 4 B 3 á 8 horas
3 2 (optativa), 3, 4A o 4 B y 5 4 á 12 horas
Tabla 6. Tareas principales que componen una rueda de muestreo [44].
En condiciones ideales se puede llegar a armar el equipo y hacer las tres ruedas de muestreo en un sólo día.
Pero algo más común es armar el equipo durante la mañana del primer día y llevar a cabo una rueda de muestreo
durante la tarde; entonces el grupo que realiza el ensayo se reúne durante la noche para evaluar los datos
obtenidos y determinar si los ensayos están dando información válida. Entonces, de ser así, la segunda rueda se
hace por la mañana del segundo día, y la tercera por la tarde [44].
Terminados los ensayos se desarma el equipo y se lo saca del sitio de muestreo, embalándoselo
cuidadosamente para asegurar un transporte seguro del mismo. El transporte es muy crítico si las muestras no se
recuperan in situ [44]..
Los resultados preliminares se pueden tener aproximadamente en una semana y en dos o tres ya puede
disponerse de un informe escrito [44].
Algunos errores durante la extracción de las muestras.
Los errores suelen ser de tres tipos:
1) pueden deberse a una técnica defectuosa, una mala calibración de los equipos o una mala
preparación del personal. Este tipo de error tiene un sesgo dado y pueden ser solucionado
entrenando adecuadamente al personal y calibrando los equipos. A veces se solicita que se haga un
punto de calibración en el campo, para control.
2) errores groseros que pueden ocurrir en cualquier momento y todo el personal de supervisión debe
estar muy atento para detectarlos y corregirlos, ya que su estimación o cálculo resulta imposible.
3) errores al azar, debidos a errores de lectura, problemas con los indicadores de los equipos o falta de
sensibilidad en los dispositivos de medición. Su estimación es estadística y suele hacerse sumando
los máximos errores esperados para cada factor.
La influencia de los errores de medición sobre los resultados finales del ensayo son variadas, así un error del
100 % en la determinación de la presión estática del gas en la chimenea no afectará apreciablemente los
resultados, en cambio el error grosero, pero aparentemente insignificante, de chocar la pared interior de la
chimenea con el dispositivo de muestreo puede producir valores medidos de las emisiones que superen en diez veces a
los reales [44].
Los sistemas de control de calidad de las mediciones buscan reducir los errores de medición, sobre todo los
que producen resultados por defecto, no los que los producen por exceso, cuya corrección queda a cargo del
grupo de ensayo.
12. Transportar las muestras al laboratorio.
No olvidarse de identificar claramente las muestras con marcas adecuadas e indicar el punto y las
condiciones de extracción, haciendo todas las anotaciones en la libreta de campo.
Observar los cuidados al respecto, p. ej. temperatura, carga electrostática, etc.
13. Volver los equipos a su lugar original.
Una vez en el lugar de origen, p. ej. el laboratorio, se deberá calibrar nuevamente el equipo, limpiarlo, revi-
sarlo y, eventualmente, repararlo.
14. Analizar las muestras en el laboratorio.
Se emplearán las técnicas que corresponda, es imprescindible cumplir con todas las normas que indique el
sistema de control de calidad de laboratorio.
15. Expresar los resultados.
Hacerlo en unidades coherentes con las exigencias legales o lo demandado por el que solicita la medición.
Ya hemos visto cómo convertir unidades, p. ej. cómo pasar de partes por millón a miligramos por metro cúbico.
16. Analizar los resultados.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 85.

Manejo estadístico de los resultados, calculando las estadísticas de posición y de dispersión necesarias; esti-
mando la precisión alcanzada, etc.
17. Informar los resultados.
No olvidarse de hacerlo en las unidades que corresponda, según lo visto en 15.
Conviene adjuntar toda la información complementaria que facilite la interpretación del informe, p. ej. si se
midieron emisiones por una chimenea incluir una breve descripción de la técnica empleada, los límites exigidos
por la legislación, datos de interés toxicológico o ecotoxicológico, etc. Conviene adjuntar información
complementaria que facilite la interpretación del informe, p. ej. incluir los límites que fija la ley para las
emisiones medidas, datos de interés toxicológico o ecotoxicológico, etc.
18. Verificar el cumplimiento de los objetivos planteados al comienzo.
Bibliografía complementaria.
44. Handbook. IndustrialGuide forAir Pollution Control. EPA-625/6-78-004.Junio,1.978.
45. Termodinámica técnica. de Estrada, Alejandro. Ed. Alsina. Buenos Aires, 1.951.
46. Standard Reference Methods for Source Testing: Measurement of Emissions of Particulates from Stationary
Sources./ Méthodes de référence normalisées en vue d’essais aux sources: mesure des émissions de
particules provenant de sources fixes. Environment Canada, EPS 1-AP-74-1, Febrero de 1.974.
47. Methods for Determination of Velocity, Volume, Dust and Mist Content of Gases. Haaland, H. H. , Western
Precipitation Regional and International Offices, 7a. ed., 1.968.
48. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems: Volume III. Stationary Source-
Specific Methods. EPA/600/R-94/038c. Environmental Protection Agency, Washington, 1.994.
49. Method 1 - Sample and Velocity Traverses for Stationary Sources. 40 CFR ChI (7-1-95 Edition),Pt.
60,App.A, Meth. 1
Agradecimientos: A Dios,nuestro Señor, a Nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres.
Juan Manuel Sánchez.
Bs. As., 4-XII-MCMIC.
Fotometría no dispersiva:
Se basa en la ley de Beer:
A=axbxc
A : absorbancia,
a : constante de absorción,
b : longitud de la trayectoria del haz luminoso,
c : concentración de la substancia absorbente.
Sirve para la determinación de concentraciones de
substancias cuyas moléculas poliatómicas de
elementos diferentes, p. ej. amoníaco (NH3 ), acetileno
(C2 H2 ), etileno (C2 H4 ), cianuro de hidrógeno
(CNH), dióxido de carbono (C O2 ), monóxido de
carbono (CO), metano (C H4 ), monóxido de nitrógeno
(NO), protóxido de nitrógeno (N2 O), dióxido de
azufre (S O2 ), sulfuro de carbono (S2C ), vapor de
agua (H2 O);pero no para gases nobles ni de moléculas
de átomos idénticos, tales como el N2, el O2 o el H2 5.

Fig. 1. esquema general de un analizador de gases

por absorción de radiaciones.

Notas a la figura 1:
A : celda de comparación, llena con gas de referencia que no absorbe la radiación, p. ej.
B : celda por la que circula la muestra,
C y D : celdas para medición de la radiación emergente, llenas de un gas muy absorbente de la radiación
empleada, p. ej. el mismo gas a medir, pero puro.
Fte. : fuente de radiación de específica para la substancia a medir, incluye el sistema óptico necesario, p ej. de
2,5 hasta 12 m para el infrarrojo,
e : entrada de la muestra a medir,
s : salida de la muestra ,
v : ventanas de material transparente a la radiación,
m : membrana que separa ambas celdas para medición de la radiación emergente.

5Gas-Analysengeräter Uras 3G und Uras 3E. Hartmann & Braun, información técnica 30/20/102. 1.983
.86 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Algunos proveedores reemplazan el sencillo sistema de medición de la radiación emergente indicado, consistente
en la medición mecánica de la deformación de la membrana separadora de las cámaras C y D, por otros más o
menos complejos. Así Hartmann & Braun adoptó un sistema muy complejo que transforma los cambios pulsantes
de presión, obtenidos mediante un obturador rotativo, en una variación de intensidad de corriente eléctrica
obtenida en un condensador de membrana que está a una tensión continua.
En otros casos, como los aparatos
de la firma Rosemount GmbH &
Co (RAE), miden la velocidad del
gas absorbente moviéndose en una
cámara muy compleja y como
consecuencia de cambios de
intensidad originados por un
obturador rotante que permuta,
alternativamente, la radiación
proveniente de las celdas A y B.
En la figura 2 tratamos de
esquematizar tal sistema, según un
esquema de Rosemount GmbH &
Co (RAE)6

Fig. 2 Variante de celda de medición.

Dios mediante, continuará.
10-VIII-1.998.
assurance handbook / Sept. Handbook. IndustrialGuide
1.994.EPA/600/R-94/038c for Air Pollution Control.
Junio, 1.978.
caudal pitot en s y 30 minutos, error + 4%
manómetro
peso molecular seco Orsat, %CO2, %O2 la muestra puede ser: instantánea,
Md = 0,44 %CO2+ integrada (30 l) en un punto, en
0,32 5%O2+0,28%(CO +N2) puntos múltiples (velocidad
%(CO +N2) = 100 - %O2 constante en c/u*) con o sin
integración.
humedad cuatro impactadores: 3 vol agua, G silicagel
con agua y el 4º con
silicagel
partículas muestreo isocinético, como mínmo 2 minutos
filtro, impactadores y por punto, total entre 1
silicagel y 4 horas.
SO2 3 microimpactadores, 2 muestras de 20
1º con 15 ml de minutos c/u, separadas
isopropanol, 2º ý 3º 15 30 minutos entre sí
ml de H2O2
NOx frasco esférico evacuado, con 25 Una muestra demora 15
ml de solución de H2O2 y H2SO4, / 30 segundos. Una
análisis colorimétrico corrida se forma con
4muestras.

* Handbook. IndustrialGuide forAir Pollution Control. EPA-625/6-78-004.Junio,1.978.

6Meßmethoden der Gasanalysatoren - Measuring Methods of Gas Analyzers. Rosemount GmbH & Co (RAE).
1.991
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 87.

Dios mediante, continuará.

8-X-1.998.
Olores
Ideas sobre fisiología de los olores:
Pasos en la sensación olfativa:
1- inspiración,
2- contacto de la substancia osmógena con la mucosa nasal,
3- solución de la substancia osmógena en el moco acuoso,
4- difusión hacia la superficie ciliar,
5- interacción con las macromoléculas de la membrana celular,
6- cambios en la permeabilidad iónica de la membrana.
En el órgano olfatorio receptor de la nariz existen unas 108 neuronas.
Cada célula es sensible a muchas substancias diferentes pero distintas células son sensibles a diferentes sub-
grupos de substancias. No se conocen categorías de células.
En la mucosa nasal y oral también existen nervios desnudos que proporcionarían un sentido común químico,
no específico, reaccionan ante concentraciones mayores que el anterior, pero que serían potencialmente dañinas.
También el órgano vómero-nasal es sensible a los olores.
No existen listas completas de substancias que se pueden oler ni una escala de sensibilidad a los olores.
Tampoco hay una relación entre la composición química de la substancia y el olor que produce, como se puede
ver en la figura 1.

Fig. 1 Olores y estructura química de las

substancias
.88 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Neurofisiología:
Usando microelectrodos se mide la diferencia de potencial en la superficie del epitelio receptor, resultando:
V= k · log (concentración del osmógeno)
La presencia del osmógeno hace aumentar la permeabilidad de la membrana, lo que origina una corriente ió-
nica en la misma y una diferencia de potencial en el tejido.
Pero no debe confundirse la respuesta fisiológica ( V ) y la respuesta psicológica (percepción). Estímulos
iguales, o sea producidos por la misma substancia, producen la misma respuesta fisiológica pero diferente
respuesta psicológica, por acostumbramiento no fisiológico.
Las células nerviosas olfatorias se renuevan. Primero migra una célula precursora al epitelio nasal, allí se di-
ferencia y adquiere las características de una célula nerviosa con dos proyecciones, una hacia el cerebro y otra ha-
cia el epitelio, permanece activa unas dos a cuatro semanas, luego muere y es reabsorbida, el ciclo completo dura
entre cinco y ocho semanas. Así en cualquier momento existen células inmaduras, aún no conectadas con el cere-
bro, células maduras, activas, y células desgastadas contrayéndose. Una proteína determinada diferencia a las
células inmaduras de las maduras, sólo las células maduras poseen dicha proteína y son sensibles a determinadas
substancias, las otras carecen de la proteína y si bien responden a los estímulos no diferencian a los olores.
Procesos ciliares:
Las células olfatorias poseen cilias extendidas dentro de la mucosa. Estas cilias crecen por su base, es decir
por donde se unen a la célula. Si se remueven las cilias la célula no siente olores, luego brotan de nuevo y con
éllas la sensibilidad. Las cilias crecen a razón de unos 20 m/día.
La membrana ciliar tiene sitios receptores de osmógenos, dichos sitios se destruirían al producirse el
contacto con el estímulo, pero se forman nuevos sitios al crecer la cilia. Por esta razón habría un mecanismo
adaptativo ante ciertos olores, al sintetizarse o no determinados sitios receptores. Las partes distales de las cilias
no contribuyen a la respuesta, están "agotadas".
Cambios metabólicos:
La exposición continua y prolongada a determinado osmógeno produce cambios a nivel cerebral que llevan
a un acostumbramiento y a dejar de percibir el olor correspondiente. Recordemos que en el procesamiento de los
olores entran en juego las partes más primitivas del cerebro afectando todos los estados emotivos del sujeto.
Ciertos vapores orgánicos desorganizan la membrana olfatoria receptora, demandando unas tres semanas su
regeneración.
Así aparecen fenómenos de fatiga olfativa, p. ej. luego de tres minutos de exposición a un osmógeno la
intensidad percibida se reduciría en un 75%.
Procesos de desarrollo:
Por lo tanto existirían dos procesos diferentes:
- uno rápido, asociado al crecimiento de las cilias, del orden de los minutos o las horas;
-otro lento, que implica el reemplazo de la célula completa, que implica cambios en el olfato
reversibles en el orden de las semanas.
Caracterización de los olores:
Se pueden asignar cuatro atributos a un olor:
1) Detectabilidad: indica la capacidad que tiene una substancia para ser detectada por el olfato.
Responde a la pregunta ¿la substancia tiene olor?
Asociado con esta característica se define el umbral de olor de una substancia como la mínima
concentración de la misma que se puede percibir por el olfato, varía con la persona que huele, por lo que se lo
mide mediante paneles de "oledores" y se lo cuantifica estadísticamente, así variará si se lo refiere al 100%, al
50% o a otro porcentaje cualquiera de la población en ensayo.
Se distinguen dos umbrales: el de detección y el de reconocimiento.
El umbral de detección es la mínima concentración de osmógeno que produce una respuesta olfativa sin
ninguna referencia a la calidad del olor en un porcentaje especificado de una población dada. Es decir es la
mínima concentración que produce un estímulo detectable por dicho porcentaje de la población, pero que no
necesariamente identifica el olor. La bibliografía rusa extiende el concepto a cualquier respuesta fisiológica, no
sólo olfatoria, p. ej. modificaciones en el electroencefalograma, en el sujeto humano más sensible.
El umbral de reconocimiento se define como la mínima concentración de osmógeno que es reconocida
como un olor de calidad característica por un porcentaje dado de la población, p. ej. el 50%.
2) La intensidad del olor es la magnitud de la sensación percibida, es decir cuán fuerte se siente el olor.
O sea responde a la pregunta ¿cuán fuerte es el olor?
La ley de Stevens relaciona la intensidad S de la sensación percibida ý la intensidad I del estímulo,
definida en este caso por la concentración del osmógeno:
S k In
el exponente n suele ser menor que 1, p. ej. para el butanol vale 0,66 y, en general, se encuentra entre
0,2 ý 0,7. Además está relacionado con la dilución necesaria para reducir la intensidad de la sensación, un valor
pequeño de n indica que se requiere una dilución relativamente mayor para disipar el olor, a la inversa, si n es
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 89.

grande indica que el olor se reduce más rápidamente por dilución. En general las substancias con umbral bajo
tienen n pequeños y viceversa.
Mientras el amoníaco tiene un valor
grande de n el sulfuro de hidrógeno lo tiene
pequeño, como se ve en el diagrama de la figura 2.
En el caso de una mezcla 1:1 de
amoníaco y sulfuro de hidrógeno a grandes
concentraciones prevalece el olor a amoníaco, a
pequeñas concentraciones prevalece el del
sulfuro de hidrógeno.

Fig. 2. Relación entre la concentración

del osmógeno y la intensidad del olor.

3) El carácter o la calidad asocian el olor a otro conocido, responden a la pregunta ¿a qué huele?. Se
ha procurado establecer perfiles de calidad de olores de diferentes substancias usando algo así como olores
patrones, que se llaman descriptores, de los que se han fijado 146 diferentes, p. ej. olor a pescado, a heno, a nuez,
a amoníaco, etc.
4) El tono hedónico representa cuan agradable o desagradable resulta un olor. Está influenciado por
factores subjetivos tales como la experiencia del sujeto que huele, la frecuencia con que se presenta el olor, su
carácter, intensidad y duración. Responde a la pregunta ¿me gusta el olor?
Respuesta de la población:
Normalmente la agudeza olfativa de la población se distribuye según una curva normal, un 96% de la pobla-
ción tiene una agudeza "normal", un 2% hipersensible y otro tanto es hiposensible o directamente no tiene capaci-
dad para oler, padecen de anosmia.
A veces la distribución resulta bimodal para determinadas substancias, habiendo grupos con anosmia especí-
fica, o sea no pueden oler esa substancia, p. ej. para el cianuro de hidrógeno existen por lo menos dos grupos dife-
rentes con capacidades muy distintas para detectarlo.
Además debe considerarse la fatiga producida por un olor muy fuerte, es una adaptación temporaria al
mismo que se manifiesta por la incapacidad para sentirlo durante un período más o menos breve.
Por otra parte, el carácter del olor de una mezcla de substancias, como vimos en el caso de la mezcla de
sulfuro de hidrógeno y amoníaco, puede variar con la concentración de la misma. Todo osmógeno puede
enmascarar a otro y muchas veces la mezcla tiene un carácter o una intensidad de olor diferentes de los de los
componentes individuales.
En algunos casos el carácter o calidad del olor cambia al hacerlo la concentración del osmógeno. P. ej. el
acetato de butilo tiene un olor dulce en pequeñas concentraciones que se transforma en un olor característico a
aceite de banana para grandes concentraciones; el sulfuro de carbonilo en pequeñas concentraciones tiene "olor a
quemado" ó "a fuegos artificiales" mientras que en grandes concentraciones huele "a huevos podridos".
La posibilidad de discriminar entre intensidades diferentes de olor no es sencilla. Las diferencias de concen-
traciones que se perciben como olores de diferentes intensidades serían del orden del 10% según algunos autores
pero del 25 al 33% para otros.
La diferencia de concentraciones entre el umbral de detección y el de reconocimiento puede variar desde
aproximadamente el doble hasta unas diez veces más. P. ej. podemos tabular:
Substancia Umbral de detección Umbral de reconocimiento
Acetona 0,3 ppm 0,6 ppm
Ácido acrílico 0,092 ppm 1 ppm
Mientras el umbral de detección es importante en estudios de investigación, el umbral de reconocimiento lo
es para la industria de la alimentación.
Unidades:
Las concentraciones de osmógeno se expresan en unidades habituales, p. ej. partes por millón, en volumen,
ó masa por unidad de volumen, p. ej. mg/m3.
Pero también se pueden expresar en unidades de olor definida como la relación de dilución de una muestra
para llevarla hasta el umbral de olor. Es decir si a un volumen VP de aire cargado con olor se le debe agregar un
volumen VR de aire limpio inodoro para llevarlo a su umbral de olor, o sea hasta una concentración tal que aún se
lo distinga sin duda del aire limpio, entonces las unidades de olor de ese aire cargado por olor serán:
VR
UO 1 [1]
VP
es una magnitud empírica y también se la puede definir como la relación entre la concentración del olor en el gas
en cuestión, Co y su valor de umbral de olor CS , o sea:
.90 Gases de escape, su medición y tratamiento.

CO
UO [2]
CS
Según la EPA ( Design Manual - Odor and Corrosion Control in Sanitary Sewerage Systems and Treatment
Plants, EPA 625/1-85/018) una unidad de olor es la cantidad, en volumen, de gas oloroso disuelta en 0,03 m 3 de
aire libre de olor que es detectable por sólo la mitad de un panel de oledores compuesto por ocho o más personas.
Personalmente preferimos la definición dada por la [2].
En el ANEXO I agregamos la definición dada por las normas ISO y recogida en la norma española UNE-
EN 13725.
Mediciones de olores:
Se pueden emplear técnicas clásicas con sus fases: toma de muestra, procedimientos de separación de
especies químicas, detección, identificación, cuantificación.
Así se emplean la cromatografía de gases para la separación de los componentes, y múltiples detectores para
su detección, p. ej. de conductibilidad térmica, de ionización de llama, espectrómetro de masas, etc.
En el caso de los olores los problemas principales residen en la detección, dadas las bajísimas
concentraciones a las cuales es sensible el olfato; en que normalmente son mezclas muy complejas, p. ej en
efluentes gaseosos de plantas para el tratamiento de basuras y barros de clarificación se han detectado más de 450
componentes; en que muchas veces el osmógeno es sólo uno de los componentes y ni siquiera el que se encuentra
en mayor proporción, p. ej. en el biogás de un relleno sanitario más del 95% de la mezcla está constituido por
metano y anhídrido carbónico, ambos inodoros.
Por éllo se recurre a los olfatómetros: aparatos de medición con los que se pueden producir mezclas
definidas de gases con aire inodoro y examinarlos sensorialmente mediante personas que huelen, u oledores.
Los olfatómetros se pueden clasificar en:
1) estáticos,
2) dinámicos.
Los olfatómetros estáticos consisten simplemente en recipientes (jeringas) en los que se introducen el gas a
ensayar y aire inodoro, para luego oler una porción de la mezcla, p. ej. según la norma ASTM D-1379-81. Es un
método por lotes.
En los olfatómetros dinámicos se mezcla continuamente un caudal regulado de gas a ensayar con otro, tam-
bién regulado, de aire inodoro y la mezcla se expone, mediante máscaras o en una habitación, a los oledores. En
la figura 3 vemos el esquema didáctico de un olfatómetro dinámico y en la 4 el de un aparato existente en el
mercado.

Fig. 3. Esquema didáctico deun olfatómetro.

Algunas de las variables que influyen en la medición son:
a) manera en la que se recogen las respuestas de los oledores, en general oralmente,
b) número de oledores, en general se recomienda por lo menos 6 oledores. Se ha demostrado que un
grupo de 10 oledores con un ensayo produce los mismos umbrales que un grupo de 33 oledores con 5 ensayos.
c) los oledores deben ser seleccionados por sus características fisiológicas y personales; no deben ser
insensibles a la substancia en consideración ni padecer una anosmia generalizada; en principio no deben ser
fumadores, ni drogadictos, ni consumir excesiva cantidad de remedios; por precaución deben evitarse las mujeres
encintas; también deben observarse el sexo y la edad, aparentemente las mujeres y las personas jóvenes son más
sensibles, aunque habría que distinguir entre sensibilidad al olor y capacidad de identificación del olor. En
cualquier caso debe informarse la composición del grupo de oledores, o panel de oledores.
d) para mantener la consistencia del grupo y detectar cambios en los individuos debe medirse
periódicamente la sensibilidad de los oledores. La variación individual puede ser de + 18% y las diferencias entre
una persona y otra llegar a cuatro órdenes de magnitud. P. ej. se puede hacer un ensayo diario con n-butanol.
e) si el osmógeno está contenido en una mezcla de aire o bien se desprende de una solución líquida.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 91.

f) el diluyente debe estar de acuerdo con el osmógeno, ser acorde con las condiciones del ensayo y no
influir sobre la percepción olorosa. Puede ser un líquido, p. ej. agua, dietilftalato, bencil benzoato o aceites
minerales, o aire, del ambiente o previamente filtrado en carbón activado.
g) modo en que se suministra el gas a ensayar, es decir mediante jeringa colocada en las fosas nasales,
máscara, orificio en el que se introduce la cabeza completa, habitaciones completas en las que se inyecta el osmó-
geno, etc. Deben reducirse al máximo fugas que permitan el ingreso de aire ambiente, en cantidades generalmente
desconocidas, en ese sentido son preferibles las máscaras o los equipos que permiten la inserción de la cabeza
completa.
h) en el caso de la determinación de umbrales de olor se debe medir con exactitud la concentración del
osmógeno.

1. aire de dilución: a) atmosférico, o b) sintético 8. válvula de derivación

(cilindro de aire comprimido)
2. filtro de carbón activado 9. válvula de la cámara de mezcla
3. bomba de émbolo, fabricada en vidrio, controlada 10. terminal para control: a) pantalla que muestra el paso
electrónicamente (a, b) del programa; b) pantalla que muestra el resultado (UO); c)
teclado de la terminal
4. cámara de mezcla con la inserción a 11. impresora
5. máscara 12. bomba extra (24 l/min)
6. aire a ensayar, debe ser premezclado I á IV líneas de control.
7. bomba de émbolo, fabricada en vidrio, controlada
electrónicamente (a, b)
Fig. 4. Esquema de un olfatómetro comercial (Ströhlein).
i) caudal y velocidad del gas en la cara del oledor. Los caudales varían desde 0,5 l/minuto hasta 9
l/minuto, lo que origina una diferencia de cuatro veces en los umbrales medidos. Tal vez un valor aceptable sería
3 l/minuto. La velocidad en el rostro debe ser claramente perceptible.
j) tipo de umbral que se está evaluando, es decir si es de detección o de reconocimiento. En ambos
casos generalmente se admite como valor el que es determinado por el 50% de los oledores.
k) orden en que se presentan los olores, con el fin de evitar la fatiga. Normalmente o se los presenta en
concentraciones crecientes o bien se deja un periodo prolongado de descanso entre ensayos. En general se debe
evitar la presentación en concentraciones decrecientes o al azar, salvo que se tomen medidas para evitar la fatiga.
l) la concentración crece de un ensayo al otro, hasta llegar al umbral. El crecimiento debería hacerse en
múltiplos de 2 ó 3, para evitar fallas en la detección o intervalos demasiado grande entre valores sucesivos.
ll) ensayos repetidos: la precisión personal es baja, pero se aumenta acrecentando el número de
ensayos y promediando los resultados de los distintos oledores.
m) el uso de blancos puede eliminar falsas respuestas positivas.
Es decir, en la medición de los umbrales influyen, entre otros: caudal del estímulo (osmógeno), sistema de
medición empleado, procedimiento usado, edad, tipo y experiencia del oledor, pureza del compuesto usado para
el ensayo, tipo de umbral determinado (de detección o de reconocimiento) y el estímulo propiamente dicho, es
decir si es vapor de una fase líquida o una gas o vapor.
.92 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Todas estas variables hacen que las diferencias entre los valores de los umbrales de olor encontrados sean
muy grandes, así para alcohol n-butílico se informan umbrales que van desde 1,8x10-4 hasta 1,45x10-7 g/l .
Fuentes de gases con olor:
Entre otras se cuentan distintas ramas industriales, en particular de la industria química y petroquímica, de la
alimentación ( mataderos, frigoríficos, tostaderos de café, fábricas de papas fritas y similares, etc.),
establecimientos para la cría de animales y para el aprovechamiento de sus despojos, plantas para el tratamiento
de residuos sólidos y de basuras, etc.
Tratamientos de gases con olor:
El más antiguo método de tratamiento es el enmascaramiento, en gran medida no son otra cosa los
perfumes. En escala industrial se pueden inyectar a la salida de chimeneas substancias con olores fuertes y
agradables, p. ej. vainillina, eugenol, heliotropina, alcohol feniletílico, etc.
En otros casos se puede suministrar antagonistas, p. ej. mezclas de benceno, tolueno, xileno, pseudocumol y
durol, que en sí son osmógenos, en ciertas concentraciones resultan inodoras. En general es un problema total-
mente empírico.
Los gases de escape con substancias osmógenas se pueden tratar básicamente por:
1) absorción,
2) adsorción,
3) incineración,
4) tratamientos biológicos.
1) Absorción: ya hemos tratado el tema en otros capítulos, baste agregar que es muy eficiente para ciertos
osmógenos inorgánicos tales como el HCl ó el NH3 pero no lo es tanto para los orgánicos, en cuyo caso se suele
recurrir a incrementar el rendimiento mediante reacciones químicas que reducen la concentración del soluto en el
solvente, p. ej. se usan soluciones de oxidantes p. ej. de permanganato de potasio (KMnO4), hipoclorito de sodio
(NaOCl), peróxido de hidrógeno (H2O2), Cloro (Cl2), etc.
Según la EPA (op.cit.) se pueden alcanzar eficiencias de remoción de sulfuro de hidrógeno de más de 90 %
usando soluciones de permanganato de potasio al 2 % con menos de 3 horas de recirculación y tiempos de perma-
nencia del gas de 4 segundos, y más del 95 % usando soluciones frescas de hidróxido de sodio al 2% y permanen-
cias que van de 1,2 á 2,1 segundos.
2) Adsorción: también fue motivo de comentarios. En general se usan como adsorbentes para osmógenos la
alúmina activada impregnada con permanganato de potasio, llamada comercialmente Purafil, y el carbón
activado, impregnado o no.
La alúmina activada impregnada con permanganato de potasio se usa para tratar contaminantes fácilmente
oxidables, como el formaldehído y el sulfuro de hidrógeno. El carbón activado impregnado con bromo puede
retener el etileno y otros alquenos, que transformados en dibromuro quedan retenidos en el carbón, o impregnado
con acetato de plomo retiene el sulfuro de hidrógeno convertido en sulfuro de plomo.
3) Incineración: algunos osmógenos inorgánicos pueden tratarse por incineración, p. ej. el sulfuro de hidró-
geno, que se oxida a bióxido de azufre, el amoníaco, que lo hace a óxidos de nitrógeno, y los cianuros, que pasan
a anhídrido carbónico y óxidos de nitrógeno, pero si están en concentraciones elevadas pueden generar un
problema de contaminación por los respectivos óxidos. Prácticamente todos los compuestos orgánicos,
incluyendo a los olorosos se pueden tratar por incineración, debe hacerse la salvedad que p. ej. los compuestos
halogenados producen substancias contaminantes durante la combustión, que deben ser removidas de los gases de
escape antes de su vertido a la atmósfera, p. ej. los compuestos clorados liberan ácido clorhídrico al ser
quemados.
Según la EPA (op. cit.) debe cuidarse que la combustión sea completa, pues, en caso contrario, se pueden
generar productos intermedios malolientes. En los sistemas de llama directa, con temperaturas entre 480 ý 815 ºC
y velocidades de 4,6 á9,1 m/s han dado buenos resultados permanencias en la cámara de 0,25 á 0,60 segundos. El
uso de la combustión catalítica en la eliminación de olores presenta el problema de los compuestos azufrados,
presentes p. ej. en la mayoría de los productos de la putrefacción, porque el azufre es un veneno para casi todos
los catalizadores.
4) Tratamientos biológicos: básicamente consisten en la absorción de la substancia olorosa por un líquido,
normalmente una solución acuosa, y su destrucción por medio de microorganismos.
Fundamentalmente se emplean biofiltros, biolavadores y biofiltros de lecho inerte.
Biofiltros:
En la figura 5 vemos el esquema de un equipo de este tipo, consta básicamente de un recipiente que tiene un
fondo agujereado que soporta un lecho biológico que es atravesado por el gas a tratar.
El osmógeno debe ser:
1- absorbible o adsorbible sobre el material del filtro,
2- soluble en agua y
3- biotransformable, eventualmente biodegradable.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 93.

Pueden tratar gases de escape con osmógenos fundamentalmente orgánicos pero, también, inorgánicos, p. ej.
SH2 ó NH3.

Fig. 5. Esquema de un biofiltro (Fuchs Gas- und Wassertechnik G. m. b. H.).

Los productos resultantes no deben ser biológicamente perjudiciales, p. ej. no deben cambiar el pH.
Al atravesar el material del lecho el osmógeno, en parte, es absorbido sobre la película líquida que recubre
la partículas del lecho y, en parte, es adsorbido sobre la superficie de las mismas partículas.
Las substancias absorbidas en la fase líquida son biotransformadas por los microorganismos que, formando
una película biológica, recubren las partículas del lecho.
Los microorganismos son bacterias y hongos y se encuentran a razón de unas 10 colonias por gramo de
lecho.
El material del lecho suele ser turba, compost de basura o de corteza de árbol, etc. Debe permanecer húmedo
para permitir la vida de los microorganismos, siendo la humedad mínima de un 30% ý la óptima del 50%;
mayores contenidos de agua obstruyen los poros y aumentan, consecuentemente, la pérdida de carga a través del
filtro; con pequeñas humedades existe el riesgo de que se seque el lecho y se formen grietas por donde pase el gas
sin tratar, además de los problemas biológicos concomitantes. Conviene saturar el gas con vapor de agua y
regular su temperatura antes de que ingrese al filtro.
Algunos de los procesos que tienen lugar como consecuencia de la actividad microbiológica se pueden
sintetizar:
microorganismos heterótrofos
HCHO + O 2 CO2 + H 2O
microorganismos nitrificantes
NH + + 2 O 2 NO- + H 2O + 2 H +
4 3
2- Thiobacilos 2-
S + 2 O2 SO
4
La película biológica se forma por los microorganismos y por polímeros extracelulares, con gran contenido
de agua.
Los microorganismos degradan no sólo al osmógeno sino también al material del filtro, que se va
destruyendo y compactando, creciendo la pérdida de carga que el mismo opone, lo que obliga a su reemplazo
periódico, pero puede durar varios años.
Los microorganismos contenidos en el material fresco del filtro pertenecen a muchísimas especies, tanto de
bacterias como de hongos, con el tiempo de funcionamiento van prevaleciendo aquellas que mejor aprovechan la
materia osmógena u otra que arrastre el gas de escape, no obstante la diversidad biológica sigue siendo grande y
muchas especies se mantienen en base a los componentes del material del lecho.
El período de adaptación de los microorganismos, hasta alcanzar el máximo rendimiento del filtro, es varia-
ble desde pocas horas hasta varios días, excepcionalmente semanas. Para acortar esta fase se puede inocular el
material del filtro con microorganismos convenientes, p. ej. provenientes del barro activado de una planta de
tratamiento biológico de efluentes líquidos.
Son condiciones para un servicio favorable:
1. composición uniforme de los contaminantes,
2. concentración constante de los contaminantes,
3. caudal constante del gas de escape a tratar,
4. temperatura constante,
5. humedad constante en el lecho.
La EPA en Design Manual - Odor and Corrosion Control in Sanitary Sewerage Systems and Treatment
Plants, EPA 625/1-85/018 describe los que llama "filtros de suelo/ compost" para el control de olores
provenientes de cloacas y plantas de tratamiento de efluentes líquidos; son biofiltros constituidos por un sistema
de tuberías por las que se inyecta el gas a tratar por la base de una pila de 1 á 3m de alto formada por arcilla
arenosa, compost o mezclas de suelo y turba, asentados sobre un lecho de 0,2 á 1 m de espesor de grava de 2 á 4
cm de diámetro, según la figura 6. Si bien recomienda el uso de plantas piloto para ajustar los valores de diseño,
.94 Gases de escape, su medición y tratamiento.

considera aceptables cargas de 0,11 á 1 m3/m2 ·minuto,siendo las menores las utilizables para compuestos que se
oxidan lentamente o bien para grandes concentraciones del osmógeno.

Fig. 6. Esquema de un biofiltro (EPA).

Biolavadores:
Normalmente son torres lavadoras en las que la substancia a remover es absorbida en un medio líquido:
agua cargada con microorganismos provenientes de un reactor biológico adyacente. En la figura 7 hemos
representado el esquema de una instalación de biolavador.
Los microorganismos usan al osmógeno para sus funciones vitales, ya sea como fuente material para la
estructura celular, ya sea como fuente energética mediante la respiración.

Fig. 7. Biolavador.
La degradación de la substancia osmógena puede, hacerse en el mismo absorbedor o, más comúnmente, en
el reactor biológico adyacente.
Normalmente debe inocularse el sistema con barros activados provenientes de una planta para el tratamiento
de efluentes líquidos y luego de un período de adaptación microbiana, que puede durar desde horas a semanas, se
llega a la máxima eficiencia del sistema.
El proceso es netamente aeróbico, lo que obliga a airear al reactor biológico, además, para compensación de
fluctuaciones de carga e incluso paradas, se agregan nutrientes y, eventualmente, materia orgánica en el mismo
reactor.
El espacio vital de los microorganismos es el líquido de lavado, normalmente agua, a la que se puede ajustar
el pH y, normalmente, se le agregan nutrientes, como compuestos del nitrógeno y del fósforo.
La concentración de microorganismos en el agua de lavado es de unos 5 á 7 gramos de substancia seca por
litro de líquido.
Se debe evitar el incremento de la concentración de sales en el líquido de lavado y su precipitación.
Biofiltros de lecho inerte:
También llamados bio - lechos - percoladores.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 95.

Resultan como evolución de los biofiltros.

El material de soporte de los microorganismos no es biodegradable, se usa p. ej. espuma de poliuretano de
poro abierto.
El equipo se arma en una torre de lavado con relleno; consiste en un tanque cerrado de acero o plástico, rela-
tivamente alto, por su parte superior se riega sobre el manto, cada tanto, una solución con nutrientes, que se
recoge por la parte inferior y se recircula mediante una bomba.
El pH se regula automáticamente, lo que permite tratar substancias que, como el SH2 ,pueden modificarlo.
Mediante una bomba al efecto se puede agregar solución fresca, la solución nutriente se mantiene aireada
para evitar su descomposición anaeróbica.
Para comenzar a trabajar se inoculan microorganismos adaptados que, al cabo de algunas semanas,
colonizan todo el lecho.
Las ventajas de este método frente el biofiltro común son:
1. se alcanzan eficiencias, medidas como masa de substancia removida por unidad de volumen de lecho y
unidad de tiempo [mg/(m3 h)], mucho mayores dado que:
a. la comunidad microbiana se especializa en la substancia a remover, gracias a:
I) inoculación con microorganismos seleccionados,
II) uso de solución nutriente propia para éstos, sin materia orgánica, y con las sales necesa-
rias, de manera que sólo prosperan los microorganismos que pueden usar la
substancia a remover como fuente de energía.
En los biofiltros comunes los microorganismos pueden usar el soporte como fuente de energía y,
consecuentemente, aparecen muchos microorganismos inútiles para la degradación de las substancias a remover;
en cambio en los biofiltros de lecho inerte se logra un grado mayor de especialización de los microorganismos y
una mejor utilización de los nutrientes,
2. La solución nutriente regada periódicamente aporta humedad, por lo tanto no se necesita llevar la hume-
dad del gas de escape a tratar por encima del 95%, como en los biofiltros comunes.
En el biofiltro común se debe cambiar el lecho si llega a secarse, en cambio en los de lecho inerte se
vuelve a eficiencia normal en pocos días.
3. El material de soporte de los microorganismos, es decir el del lecho, es inerte, por lo tanto no sufre de-
gradación biológica y su vida útil resulta casi ilimitada.
En el biofiltro común el material del lecho se va degradando biológicamente, se pulveriza y compacta, au-
mentando la pérdida de carga del sistema; esto obliga en la práctica a cambios totales del lecho, p. ej. cada dos
años.
4. La pérdida de carga es mucho menor que en el biofiltro común, permitiendo unos lechos de hasta 10 m
de espesor, contra 1,5 m en los comunes.
Mayor altura implica una mayor eficiencia y una mayor eficiencia por unidad de volumen del lecho con lo
que resulta una menor superficie de terreno necesaria para el sistema.
La pérdida de carga es del orden de 100 Pa por cada metro de espesor del lecho.
Una menor pérdida de carga implica menor consumo por los ventiladores.
5. En la degradación de ciertas substancias orgánicas se forman iones libres que permanecen en el sistema,
p. ej.:
los hidrocarburos clorados producen Cl-
las aminas producen NH3 / NO3-
las substancias con azufre producen SH2 /SO42-
En todo los casos se reduce el pH, para una regulación automática del mismo se agrega una solución
básica, p. ej. de NaOH.
Eliminando periódicamente parte de la solución se evita la salinización del sistema. En biofiltros comunes
no se puede hacer ésto, reduciéndose la vida útil del lecho pues en él quedan los iones y rápidamente baja el pH
(agriamiento), a lo sumo se puede agregar cal durante el llenado del lecho para lograr amortiguar el pH.
6. El uso de reactores cerrados permite emplear ventiladores aspirando de los mismos, lográndose una
mejor distribución de los gases en el lecho.
Estos sistemas constan fundamentalmente de:
1. si es necesaria, una unidad de acondicionamiento del gas de escape a tratar, en ella se lo prelimpia, enfría y
humedece;
2. la unidad filtrante propiamente dicha, que es una torre de lavado con relleno, en la que la solución nutriente
se inyecta periódicamente, regándosela sobre el lecho mediante toberas, recogida en la parte inferior de la torre se la
recircula. Está construida de acero al cromo níquel, tiene doble pared con una aislación térmica de 100 mm de espesor.
Tiene dos bocas de hombre para revisaciones.
3. un recipiente para solución nutritiva.
.96 Gases de escape, su medición y tratamiento.

Tabla comparativa de los diferentes métodos para el tratamiento biológico de los gases de escape.
Nitsche, Manfred. Biologische Abluftreinigung. W.L.B. 5/95 (Mayo 1.995).
Ventajas y desventajas del Biofiltro Biolavador (w) / Biofiltro de lecho inerte
sistema (t)
Olor propio característico apenas
fuentes (/s) de carbono aire de escape y material del filtro aire de escape, eventualmente solución
alimenticia
modelo de dispersión para fuente de área, plana al piso fuente puntual, elevada
emisiones
comportamiento durante la pues- lento, se puede acelerar por rápido y parejo, creación de la capa
ta en marcha inoculación (2 á 4 semanas) biológica < 1 semana
adaptación a las condiciones de poca influencia por oscilaciones de las buena acción amortiguadora,
servicio condiciones de servicio; los productos regulación automática del pH
de la degradación en el filtro conducen
al agriamiento o daños en la capa
biológica
duración 0,5 á 5 años prácticamente ilimitada
pérdida de carga 300 á 1.500 Pa, según el material del w: 500 á 600 Pa; poco riesgo por obstruc-
filtro, estado y condición del trabajo ción, ya que más de 95% de vacíos,
la aumentan por descomposición o separación de cargas de polvo. t: 600 á
apelmasamiento; obturación por 800 Pa; riesgo de obturación por polvo o
polvo biomasa
separación muy buena; substancias dañinas w/t: substancias dañinas hidrófilas:
hidrófilas e hidrófobas buena a muy buena. t: substancias
dañinas hidrófobas: buena a muy buena
cuidados para vigilancia(gastos) filtros abiertos: combate a las malas ventilador, bomba, estación dosifica-
hierbas, protección por desecación; dora
ventilador y bomba de condensado
carga específica 80 á 160 m3 de gas de escape /(m2 w: aprox. 4.000 m3 /(m2 .h).
.h) t: aprox. 2.000 m3 /(m2 .h)
necesidad de lugar cada 312 á 625 m2 w: 12,5 m2
50.000 m3 / h (sin accesorios) t: 25 m2
ventajas costos bajos por estar construidos pequeña necesidad de espacio; flexible
planos al piso y para superficies con respecto a las condiciones de servicio
disponibles (1)
desventajas gran necesidad de superficie; lo mayor gasto en accesorios pequeña
perjudica el polvo; duración limitada afluencia de barros
(1) se pueden hacer sobre techos tipo azotea.
Deducción de la igualdad de las expresiones de las unidades de olor:
Golor = masa de osmógeno en la mezcla con olor;
Volor = volumen de aire en la mezcla con olor = VP
Gumb. = masa de osmógeno en la mezcla con el umbral de olor;
Vumb. = volumen de aire en la mezcla con el umbral de olor;
VR = volumen de aire inodoro tal que la mezcla de Golor en (VP + VR ) llegue al umbral de olor;
G olor G umb. G olor
por lo tanto VP VR Vumb.
VP VR Vumb. G umb
VR VR VP
Por definición U. O. 1 reemplazando el valor de VR VP por el recién calculado y recordando
VP VP
G olor
Vumb. G olor Co Volor G olor Vumb.
que Volor = VP resulta U. O. . Pero por la otra definición U. O. G um b.
Volor G umb Cs Vum b. G umb. Volor
Por lo que ambas definiciones resultan equivalentes.
ANEXO 1
Norma española UNE-EN 13725. Determinación de la concentración de olor por olfatometría dinámica.
Asociación Española de Normalización y certificación, AENOR, Madrid, 2.006.
Umbral de detección para un material oloroso de referencia es la concentración de ese material que tiene una
probabilidad de 0,5 de ser detectada en las condiciones de ensayo.
Umbral de detección para una muestra ambiental es el factor de dilución al cual la muestra tiene una
probabilidad de 0,5 de ser detectada en las condiciones de ensayo.
 Gases de escape, su medición y tratamiento. 97.

Factor de dilución es el cociente entre el flujo o el volumen después de la dilución y el flujo o volumen del
gas oloroso.
Como gas neutro se considera al aire o el nitrógeno tratados de tal manera que sean tan inodoros como sea
posible técnicamente y que, de acuerdo con los miembros del panel, no interfieren con el olor objeto de
investigación.
La unidad de olor europea (ouE) es la cantidad de substancias(s) olorosa(s) que, cuando se evapora en 1 metro
cúbico de un gas neutro en condiciones normales, origina una respuesta fisiológica de un panel (umbral de
detección) equivalente a la originada por una Masa de Olor de Referencia Europea (MORE), evaporada en 1
metro cúbico de gas neutro en condiciones normales.
Masa de Olor de Referencia Europea, MORE, es el valor de referencia aceptado para la unidad de olor
europea, igual a la masa definida de un material de referencia certificado.
Se ha elegido como material de referencia al butanol normal o n-butanol(Nº - CAS71-36-3).
Una MORE es equivalente a 123 g de n-butanol (Nº - CAS71-36-3), que evaporado en 1 metro cúbico de
gas neutro, en condiciones normales, produce una concentración de 0,040 mol/mol (que es igual a una fracción
en volumen de 40 partes por mil millones).
Un MORE, evaporado en 1 m3 de gas neutro en condiciones normales, es la masa de substancia que originará
la repuesta fisiológica D50 (umbral de detección) evaluada por un panel de olor en conformidad con esta norma, y
tiene, por definición, una concentración de 1 ouE/m3.
La unidad con la que se mide la Masa de Olor de Referencia Europea, MORE, es el g de n-butanol.
D50 dosis de substancia olorosa que el 50% de una población puede detectar como un estímulo sensorial.
Para n-butanol (Nº - CAS71-36-3) un MORE es 123 g evaporado en 1 m3 de gas neutro, en condiciones
normales, produce una concentración de 0,040 mol/mol (que es igual a una fracción en volumen de 40 partes
por mil millones.
La concentración de olor se expresa como un múltiplo de una ouE en 1 m3 de gas neutro, es decir como
ouE/m3, y puede usarse como concentraciones másicas, p. ej. g/m3.
La concentración de olor de una muestra gaseosa de substancias olorosas se determina por presentación a un
panel de sujetos humanos seleccionado, variando la concentración por dilución con gas neutro a fin de de
determinar el factor de dilución en el umbral de detección al 50% (Z50 =Z EUI.pan).
A ese factor de dilución, la concentración de olor es 1 ouE/m3 por definición. La concentración de olor de la
muestra examinada se expresa entonces como un múltiplo (igual al factor de dilución en Z50) de una unidad de
olor europea por metro cúbico (ouE/m3) en condiciones normales de olfatometría.
Substancia olorosa es aquella que estimula el ssitema olfativo humano de manera que se percibe un olor.
Concentración de olor, cod : el número de unidades de olor europeas en un metro cúbico de gas en condiciones
normales (20ºC, 1.013 mb, en condición húmeda), se expresa en ouE/m3.
Caudal de olor es la cantidad de unidades de olor europeas que pasa a través de una superficie dada por
unidad de tiempo. Es el producto de la concentración de olor, cod , la velocidad de salida v y el área de emisión A
o el producto de la concentración de olor cod y el caudal volumétrico pertinente V. Su unidad es la unidad de olor
europea n la unidad de tiempor, p. ej. ouE/h. P. ej se lo puede usar en modelos de dispersión de gases en la
atmósfera de la misma manera que se usa el caudal másico emitido de un gas cualquiera, expresado éste, p. ej., en
kg/s.
Unidad de olor es la cantidad de una substancia olorosa o de una mezcla de substancias olorosas presentes en
un metro cúbico de gas oloroso en condiciones normales, en el umbral de detección del panel.
Agradecimiento: a la Srta. Inga. Doña Justina Garro por la fotocopia de la norma española UNE-EN 13725
---o---
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 Gases de escape, su medición y tratamiento. 99.

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Caseros, Prov. de Buenos Aires, ca. 1.980.
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62. Emissionen. Scheuch-Informationene fürLuft- und Umwelttechnik. Nº 2/00. Scheuch GmbH, Aurolzmünster;
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64. Taschenfilter Typ AAS, in Zellenbauweise mit vollautomatischer Druckluftabreinigung. Jakob Handte & Co.
GmbH. Tuttlingen, Alemania, 1.994.
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66. Die Auswahl des optimalen Filtermediums. Ein BWF-Leitfaden. BWF Textil GmbH., Offingen, Alemania, ca. 1996.
67. Horizontal Elektrofilter, BS 780/BS 800. Lurgi Umwelt und Chemotechnik GmbH. Frankfurt am Main, Alemania,
1.982.
68. Elektrofilter. Apparatebau Rothemühle. Brandt + Kritzler GmbH, Rothemühle, Alemania, 1.988.
69. Electrostatic precipitators. KHD Humboldt Wedag GmbH. Colonia, Alemania, ca. 1.988.
70. Wet Scrubber Inspection and Evaluation Manual, EPA-340/1-83-022,
71. Control Technologies for Hazardous Air Pollutants, EPA/625/6-91/014

Agradecimientos.
A Dios nuestro Señor, a nuestra Señora, la Virgen María, y a mis Padres.
Al Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH 7 y la Oficina Federal para el Medio Ambiente (Umwelt Bundes
Amt) de Alemania, a la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los EE. UU. de N. A.,a su similar canadi-
ense y a la sociedad Inter Nationes e. V. así como a las múltiples empresas, por las publicaciones.
Juan Manuel Sánchez
en Buenos Aires, 4-XI-2.003.
9 XII 2.014
Aire
Introducción
1. ¿Cómo se pueden clasificar los contaminantes del aire en función de su estado físico, de su composi-
ción química y de su estado biótico? Por favor dé ejemplos de cada uno. Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 3 y 4.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Capítulo 1: gases de escape, páginas 1 á 3 y en la 6
tener una idea se que existen diferentes definiciones del diámetro de una partícula y definir diáme-
tro aerodinámico.
2. ¿Qué se entiende por un aerosol? Por favor detalle su respuesta indicando cómo se clasifica y nombra
a los aerosoles según su estado físico. Dé un orden de ideas de los tamaños de partículas y su influencia
en el comportamiento de las mismas. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Capítulo 1: gases de escape, páginas 1 á 3 y en la 6
tener una idea se que existen diferentes definiciones del diámetro de una partícula y definir diáme-
tro aerodinámico.
3. ¿Qué es un contaminante primario del aire y qué uno secundario? Por favor explique sus característi-
cas y diferencias principales, dando ejemplos, muchísimas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 7 (transformación) y 8 (cont. primarios y cont. secunda-
rios)
4. ¿Qué son la lluvia ácida y el "smog"? ¿Cuáles son sus semejanzas y sus diferencias? Por favor dé
ejemplos, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 7 (transformación) y 8 (cont. primarios y cont. secunda-
rios)
5. ¿Qué entiende por inmisión y qué por emisión de un contaminante atmosférico?
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 4 (conceptos básicos y figura 2) y 10 (en Receptor, la 1ª
parte)
6. ¿Cómo se pueden clasificar las fuentes de contaminación del aire en función de ubicación en el espa-
cio, su proyección sobre el plano horizontal y el sistema de captación aplicable. Por favor dé ejemplos de
cada una, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 4 (fuentes) á 6.
7. Para un adecuado transporte de una carga, en el recipiente que la contiene se debe informar claramente
el producto transportado y el riego asociado al mismo. ¿De qué manera sencilla se pone en evidencia esa
información?
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 5 (la carga transportada)
La respuesta completa no fue dada, resumiendo sería: hay que identificar claramente la carga de
acuerdo con las reglamentaciones, eso se hace mediante una chapa colocada en el exterior del
vehículo o del contenedor, pintada generalmente de anaranjado con grandes números en negro,
esos números indican, mediante un código aceptado mundialmente, el producto transportado, po-
tras placas con forma de rombo y con figuras y colores también normalizados indican el riesgo
asociado, en el ANEXO 2 del apunte tiene una lista de esos riesgos.
Le sugiero que vea :
http://www.ciquime.org.ar/identificacion.html
estimo que le resultará más claro que todo lo que pueda explicarle.
8. Para un adecuado transporte de una carga, ¿Mediante que elementos se identifica, en el recipiente que
la contiene, la carga y el riesgo asociado a ella?
Semejante a la anterior.
9. ¿Cómo se pueden clasificar las emisiones en función de su continuidad en el tiempo y su predecibili-
dad. Por favor dé ejemplos de cada una, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 6 (Según su continuidad...).
10. En la atmósfera los contaminantes son transportados, dispersados, transformados y de ella son remo-
vidos. ¿Qué significan cada una de estas palabras? Por favor explíquelas, ¿cuáles son el o los factores
principales que están implicados en cada una? Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 7 (fuentes) á 9.
11. ¿Qué efectos produce la contaminación atmosférica sobre los seres vivos, los objetos y las propiedades
de la atmósfera? ¿Cómo se pueden usar seres vivos como bioindicadores de contaminación atmosférica?
¿Si sobre una zona actúan simultáneamente más de un contaminante atmosférico, cómo puede ser el efec-
to de todos juntos si lo comparamos con el de cada uno por separado? Por favor, en todos los casos dé
ejemplos, gracias.
preguntas y resp. de aire y suelos 2017
2. Colección de preguntas y problemas, 10 III 2.014.

Contaminación del aire - 1ª parte. Página 10 (receptor).

En cuanto al uso de seres vivos como bioindicadores se sigue un concepto similar al que vimos
para aguas; así asociando el deterioro de ciertas especies de plantas con la contaminación atmosfé-
rica se puede llegar a valorar esta última. La presencia de líquenes indica, en general, aire relati-
vamente puro, dependiendo de la especie de líquen ¿Se podrá hablar de “especie” en el caso de
líquenes? Ya que en realidad son una asociación de un alga con un hongo, si mal no recuerdo.
12. ¿Cómo se pueden estudiar los efectos de los contaminantes del aire sobre los seres humanos? Por favor
dé ejemplos de la acción de diferentes contaminantes atmosféricos sobre el hombre. Muchas gracias.
Existen varios criterios, p. ej. a partir de estudios que asocian enfermedades cardiopulmonares,
alergias, etc. y calidad del aire en el ambiente laboral o general, en otros casos estudiando acciden-
tes (derrames, incendios, etc.) o bien circunstancias locales determinadas, p. ej. presencia de smog,
extrapolando estudios con animales, exponiendo voluntarios humanos a determinados contami-
nantes, etc.
13. ¿Qué consideraciones diferencian un estudio de contaminación del aire en el puesto de trabajo, tal co-
mo lo hace la Higiene y Seguridad en el Trabajo, de un estudio de la contaminación del aire en el ambien-
te general, tal como lo considera nuestra materia?
Mientras la Higiene en el Trabajo estudia al personal expuesto laboralmente a la contaminación
del aire en el ambiente de trabajo, es decir:
la exposición tiene una duración determinada, p. ej. 8 horas por día y 5 días a la semana, o la que co-
rresponda según el caso, incluso puede ser mayor o mucho menor,
la población expuesta está limitada por
edad (en general no son ni niños ni ancianos si no adultos),
sexo (p. ej. según las substancias con las que se está trabajando no puede haber hombres o mujeres, v.
gr. en el caso de hormonas),
estado de salud (son personas sanas, incluso en ciertos casos a determinadas personas no se les permite
el acceso, p. ej. si son alérgicos, más allá que su estado de salud sea bueno),
no pertenece a grupos de riesgo (p.ej. a determinados lugares no se permite ingresar a individuos en
edad fértil, p. ej. en zonas con radioactividad, o a mujeres embarazadas, caso típico las radiografías están
contraindicadas)
incluso puede obtener una cierta ventaja por estar expuesta, p.ej. menor jornada laboral, etc.
En el caso de la contaminación del ambiente general, es decir de la contaminación atmosférica que
tratamos en la materia, está expuesta toda la población:
los fenómenos naturales no tienen una duración regida por la voluntad humana, de esta forma un pro-
blema de estabilidad atmosférica no se puede cambiar, el viento que lleva el contaminante a un sitio dado
no se puede hacer virar, etc. En general si se pueden gobernar las emisiones, incluso prohibiéndolas o li-
mitándolas a ciertos horarios, etc.
de todas las edades,
de ambos sexos
sanos y enfermos,
pertenecientes o no a grupos de riesgo,
en general no se tienen ventajas directas por estar expuesto a la contaminación, si bien, p. ej., se vive
en ciudades por comodidad para estudiar, tener la fuente de trabajo más próxima, tener más opciones de
esparcimiento,
considera no sólo a los seres humanos sino a todos los restantes seres vivos e, incluso, las cosas, etc.
14. ¿Qué son la percepción comunitaria y el inventario de emisiones? ¿Para qué se usan? ¿Cómo se
hacen? Por favor detalle su respuesta. Muchas gracias.
Por percepción comunitaria se entiende cómo percibe la gente, p.ej. los habitantes de un barrio o de toda
una ciudad, la calidad del ambiente en el que vive, en el caso particular de la atmósfera la calidad del aire
en el que está inmersa. En cambio un inventario de emisiones es una lista .de las emisiones en una zonda
determinada.
El conocimiento de la percepción comunitaria sirve para tener una idea de la opinión de la gente sobre el
medio en el que vive, en cierta forma da una idea del reflejo ciudadano de los resultados de las políticas
ambientales.
El inventario de emisiones, entre otros usos, permite conocer la importancia relativa de las distintas fuen-
tes de contaminantes, la calidad de sus emisiones, deducir posibles efectos, se lo usa para establecer re-
glamentaciones sobre emisiones, estudios sobre tendencias de la calidad del aire, estimaciones de evolu-
ción de emisiones de gases de efecto invernáculo, etc. [1].
 Ubicación y aclaración de algunos temas teóricos para el primer cuatrimestre del 2.014. 3.

La percepción comunitaria se estima usando encuestas a la población, son encuestas diseñadas y llevadas
a cabo por especialistas de diferentes especialidades, así los meteorólogos harán las preguntas de su espe-
cialidad, p. ej. ¿hay muchos días nublados en la zona? (apuntaría a cambios en la visibilidad, aumento de
partículas suspendidas, etc.), ¿se notan cambios de colores algunos días? (busca si se incrementa la con-
centración de NO2), los médicos sobre las suyas: ¿sus hijos tienen más tos? ¿cómo anda la respiración del
abuelito? ¿le chorrea la nariz con frecuencia?, los veterinarios las suyas sobre los animalitos de la casa,
etc.
Según [1] los inventarios de emisiones se hacen recopilando información de las fuentes y sus emisiones,
esa información puede originarse en:
1) datos publicados previamente, p.ej. se hace un relevamiento de las
a. fuentes fijas puntuales (mediante declaraciones juradas se requiere de las industrias, grandes
comercios, etc. datos de producción, en cantidad y calidad, materias primas, fuentes de energ-
ía, técnicas, procesos y equipos usados, horarios de trabajo, etc.),
b. fuentes fijas de área (p.ej. basurales o rellenos sanitarios existentes, su tamaño, cantidad de
basura depositada, edad, etc., técnicas agrícolas, uso de plaguicidas, etc.),
c. fuentes móviles (tipo y cantidad de vehículos, modelos, estado, condiciones del tránsito y
demás), y
d. fuentes naturales (p.ej. existencia de bosques, su extensión, especies vegetales existentes y
predominantes, etc.).
Obtenida esta información se recurren a factores de emisión publicados por entes responsables y se
calculan las emisiones correspondientes;
2) mediciones en cada fuente, por lo menos las más importantes, muchas veces los empleados por
las industrias con fines reglamentarios para probar que cumplen las leyes.
Recuerde que según el Diccionario: inventario. (Del lat. inventarĭum). 1. m. Asiento de los bienes y de-
más cosas pertenecientes a una persona o comunidad, hecho con orden y precisión. || 2. m. Papel o docu-
mento en que están escritas dichas cosas.
[1] Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América. Introduction and Use of EIIP
Guidance for Emissions Inventory Development. EIIP Volume I. EPA 454R97004A. Julio 1.997.
Dispersión de gases en la atmósfera
15. ¿Cómo influye el clima de una zona sobre el estado de contaminación del aire en la misma? Por favor
explíquelo, dé ejemplos y no se olvide de la inversión. Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 13 á 22.
16. ¿Qué es el perfil vertical de temperaturas en una capa de la atmósfera? ¿Cómo se relaciona el perfil
vertical de temperaturas y la estabilidad atmosférica? Por favor explique su respuesta ayudándose con es-
quemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 15 ý 16.
17. ¿Cómo varía el perfil vertical de temperaturas en la atmósfera sobre una zona llana a lo largo de las 24
horas de un día soleado? Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 16.
18. ¿Cómo influye el perfil vertical de temperaturas en la atmósfera sobre la forma del penacho de gases
de escape que salen de una chimenea. Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 17, 18 ý primer párrafo de 19.
19. ¿Qué se entiende por fumigación? ¿Cómo se produce y qué consecuencias tiene? Por favor explique su
respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 19.
20. ¿Cómo influye la topografía de una zona sobre el estado de contaminación del aire en la misma? Por
favor explíquelo y dé ejemplos, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 22, 23 y en la 28 grandes cuerpos de agua.
21. ¿Cómo influye un edificio sobre el viento a su alrededor? Por favor explique su respuesta ayudándose
con esquemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 24 al pié á 26.
22. ¿Cómo influye un edificio sobre el penacho generado en una chimenea cercana? Por favor explique su
respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 26 á 28.
23. ¿Cómo influye un gran cuerpo de agua sobre la circulación del aire en la zona costera? ¿Qué son el
terral y la virazón? Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 28.
4. Colección de preguntas y problemas, 10 III 2.014.

24. ¿Cómo influye una ciudad sobre el clima en ella y su entorno? ¿Cuáles son las causas de tal influen-
cia? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 29 á 31, primer párrafo.
Modelos de simulación de dispersión de gases en la atmósfera
25. ¿Qué es un modelo de dispersión de contaminantes en la atmósfera? ¿Para qué se pueden emplear?
¿Qué deben permitir estimar según su empleo? Por favor explique su respuesta. Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 31.
26. En el estudio de la dispersión y transformación de los contaminantes en la atmósfera se emplean mo-
delos numéricos. ¿Qué son? ¿Para qué se usan preferentemente? Por favor explique su respuesta. Muchas
gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 32 ý 33.
27. ¿Qué es un modelo de dispersión de contaminantes en la atmósfera? Por favor detalle los modelos
gaussianos. ¿Por qué tienen ese nombre? ¿Cuáles son las principales suposiciones básicas de este tipo de
modelos? No olvide los esquemas necesarios. Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 31, 34 ý 35.
28. ¿Qué se pretende estimar mediante el empleo de un modelo gaussiano de dispersión de contaminantes?
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 34 ý 35.
29. Por favor dibuje el esquema general que muestra un modelo gaussiano de dispersión de contaminan-
tes. Aclare cada una de sus partes. Muchas gracias
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 34.
30. ¿Cómo supone un modelo gaussiano que se distribuyen las concentraciones del contaminante en el
penacho?
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 34.
31. ¿Qué información básica necesita para calcular los desvíos estandard de la distribución de las concen-
traciones en el penacho de la chimenea, tal como se aplican en un modelo gaussiano?
Contaminación del aire - 1ª parte. Página 36.
32. ¿Qué son los modelos de bocanada? ¿Cuál suele ser su ámbito de uso? Por favor explíquelos, no se
olvide de hacer los esquemas necesarios. Muchas gracias.
Fueron mencionados en algunos turnos. No entran en esta fecha de coloquios.
33. ¿Qué es la altura efectiva de una chimenea? Por favor explíquelo, no olvide de hacer los esquemas ne-
cesarios. Muchas gracias.
Contaminación del aire - 1ª parte. Páginas 38 ý 39.
Le sugiero leer con atención en las páginas 21 y 22 cómo varía el viento con la altura y en 39 y co-
mienzo de la 40: tratamiento de los vientos, las calmas y los caudales de emisión en los modelos gaussia-
nos.
Tratamiento y medición de gases de escape
34. Por favor indique cuáles son las partes principales de un sistema de ventilación localizada, p ej. fuente
, y explique muy brevemente qué es y para qué sirve cada una de ellas. En el caso de las campanas ¿cuá-
les son las principales condiciones que deben reunir? Y en el de los conductos ¿cómo elegiría las velocidades
del fluido en los mismos? Le sugiero ayudarse con esquemas. Muchas gracias.
En un sistema de ventilación localizada pode-
mos encontrar:
1. fuentes, de donde manan los gases de escape,
2. campanas, cabinas, u otros medios que captan
los gases de escape;
3. conductos, por los que circulan los gases de es-
cape hacia el exterior,
4. accesorios, tales como curvas, codos, empalmes,
etc. que permiten conformar el sistema según las
necesidades geométricas y técnicas,
5. el ventilador, que provee la energía necesaria
para mover los gases de escape a lo largo del
sistema,
6. el equipo de tratamiento, que quita de los gases
de escape los componentes indeseables o, even-
tualmente, recupera los valiosos aunque no necesariamente indeseables, p. ej. calor,
7. la chimenea o el conducto de descarga de los gases a la atmósfera, en ciertos casos puede faltar, p. ej. en
filtros de mangas abiertos.
 Ubicación y aclaración de algunos temas teóricos para el primer cuatrimestre del 2.014. 5.

35. Por favor indique los fundamentos físicos de los métodos para la separación de partículas arrastradas
por una corriente gaseosa. Describa muy brevemente cada uno. No olvide todos los esquemas necesarios,
muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, página 7.
36. ¿Cómo se puede usar la fuerza de la gravedad para separar contaminantes atmosféricos? ¿Qué tipo de
contaminantes separa? Por favor explique su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se carac-
teriza por usarla en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesa-
rios, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, página 7 y cámara de sedimenta-
ción.
37. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan las cámaras de sedimentación. ¿Qué
son? ¿Cómo explicaría su forma de trabajar? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Por favor no se
olvide de hacer los esquemas necesarios, muchas gracias.
Igual a la anterior.
38. ¿Cómo se puede usar la fuerza centrífuga para separar contaminantes atmosféricos? ¿Qué tipo de con-
taminantes separa? Por favor explique su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se caracteri-
za por usarla en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesarios,
muchas gracias.
39. Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, página 7 y ciclones.
40. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan los ciclones. ¿Qué son? ¿Cómo ex-
plicaría su forma de trabajar? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Por favor no se olvide de hacer
los esquemas necesarios, muchas gracias.
Igual a la anterior.
41. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan las cámaras de sedimentación y los
ciclones. ¿Qué son? ¿Cómo explicaría sus formas de trabajar? ¿Cuáles son sus respectivas ventajas e in-
convenientes? Por favor no se olvide de hacerlos esquemas necesarios, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, página 7, cámara de sedimentación
y ciclones.
42. Explique, por favor, qué entiende por un filtro de mangas. Detalle su respuesta indicando su modo de
trabajar, sistemas de limpieza, materiales filtrantes, criterios de cálculo, ventajas y desventajas del siste-
ma, etc. No se olvide de realizar los dibujos necesarios, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Filtros de mangas. Fundamentalmente páginas 1 á 5 ý 7.
43. Por favor indique los fundamentos físicos de los métodos para la separación de partículas arrastradas
por una corriente gaseosa. Describa muy brevemente cada uno. Detalle a la separación por atracción
electrostática y su aplicación práctica, detallando su modo de trabajar, el tipo de equipo que se caracteriza
por usarla en forma principal, su clasificación en función de la polaridad de la corona, la diferencia de po-
tencial entre electrodos, dirección del flujo, detallando sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos
los esquemas necesarios, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, página 7, cámara precipitador elec-
trostático.
44. Por favor explique cómo se puede usar la atracción electrostática para separar partículas arrastradas
por una corriente gaseosa y su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se caracteriza por
usarla en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesarios, mu-
chas gracias.
Igual a la anterior.
45. ¿Cómo se pueden separar partículas sólidas de una corriente gaseosa empleando líquidos? Por favor
explique su respuesta, dé detalles sobre su manera de trabajar, equipos usados al respecto, ventajas e in-
convenientes, etc. Por favor haga todos los esquemas necesarios, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Separación de partículas mediante líquidos.
46. Por favor indique los distintos métodos para separar gases y/o vapores contaminantes del aire, para
cada uno de ellos haga el esquema de un aparato que lo emplee de manera principal y cite un ejemplo de
aplicación, indicando el gas o vapor removido. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Gases de escape, páginas 7 y 8. Luego buscar en cada
sistema de tratamiento un ejemplo de equipo común. Como gran resumen, salvo excepciones la
absorción se usa para retener gases inorgánicos y la adsorción vapores orgánicos, una excepción
importante es el mercurio que se puede adsorber sobre carbón activado tratado con azufre. La con-
densación se emplea fundamentalmente para vapores orgánicos.
6. Colección de preguntas y problemas, 10 III 2.014.

47. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la absorción y cómo lo haría?
Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando sus característi-
cas principales. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Absorción y los aparatos mostrados en Separación de
partículas mediante líquidos.
48. Explique, por favor, qué entiende por una torre con relleno. ¿Para qué se la usa? Detalle su respuesta
indicando ventajas y desventajas frente a otros equipos que persiguen fines similares, las partes principa-
les que la componen, características que deben reunir las mismas, etc. No se olvide de realizar los dibujos
necesarios, gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Absorción páginas 3 á 5.
49. ¿Qué consideraciones básicas se deben hacer para seleccionar un solvente adecuado para usarlo en la
absorción?
Gases de escape, su medición y tratamiento. Absorción página 2.
50. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la adsorción y cómo lo haría?
Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando sus característi-
cas principales. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Adsorción, le sugiero no preocuparse por recordar la
figura 1, si la 2 y la 3.
51. Cuando los gases contaminantes a retener en un equipo de adsorción salen del mismo con concentra-
ciones que superan los valores esperados ¿qué se puede hacer? Por favor clasifique los equipos según lo
que se hace al respecto y detalle los métodos de regeneración y sus pasos.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Adsorción, le sugiero no preocuparse por recordar la
figura 1, si la 2 y la 3.
52. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la condensación y cómo lo har-
ía? ¿cuáles son las principales limitaciones del método? Por favor haga esquemas de los aparatos que
usaría descríbalos someramente, indicando sus características principales. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Condensación.
53. Por favor explique el uso de las reacciones de óxido reducción para el tratamiento de los contaminan-
tes del aire y haga los esquemas que corresponde. Le sugiero ayudarse con esquemas. Muchas gracias.
Oxidación de compuestos orgánicos, fundamentalmente por combustión.
Oxidación de óxidos de nitrógeno mediante solución de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada),
poco usada.
Reducción de óxidos de nitrógeno, catalítica y no catalítica.
Le sugiero repasar los capítulos correspondientes: incineración de gases y NOx.
54. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la incineración o combustión y
cómo lo haría? Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando
sus características principales. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Incineración de gases.
55. ¿Cuáles son las variables principales que gobiernan la eficiencia de un sistema de incineración de ga-
ses de escape?¿Cómo se maneja el calor en los sistemas de incineración de gases de escape? Por favor
haga todos los esquemas necesarios. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Incineración de gases.
56. ¿Qué se entiende por incineración normal y qué por incineración catalítica? ¿Qué diferencia a cada
tipo de incineración? ¿Qué inconvenientes principales se pueden presentar al usar catalizadores?¿Cuáles
son sus ventajas e inconvenientes? Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Incineración de gases.
57. ¿Cómo se generan óxidos de nitrógeno en un proceso de combustión? ¿Cómo se puede reducir su con-
centración en los gases de escape? Por favor detalle su respuesta detallando cada uno de los grandes
métodos al respecto, reactivos, temperaturas de trabajo, ventajas e inconvenientes.
Gases de escape, su medición y tratamiento. NOx.
58. Para medir la calidad del aire en una zona determinada ¿cómo planificaría de la medición, qué equipo
de muestreo usaría, etc.? Por favor detalle su respuesta. No se olvide de ayudarse con esquemas, gracias.
No entra en el coloquio en los turnos en los que no se explicó. Mil disculpas.
59. ¿Cómo se miden las emisiones desde un conducto o chimenea? Por favor detalle su respuesta: planifi-
cación de la medición, tren de muestreo, muestreo isocinético, etc. No se olvide de ayudarse con esque-
mas, muchas gracias.
 Ubicación y aclaración de algunos temas teóricos para el primer cuatrimestre del 2.014. 7.

Gases de escape, su medición y tratamiento. Muestreo en conductos o chimeneas, básicamente

página 1 y comienzo de la 2, y de 6 al pié, Extracción de muestras en conductos o chimeneas, has-
ta 12 inclusive.
60. ¿Qué se entiende por muestreo isocinético de gases de escape? ¿Para sacar muestras de qué tipo de
contaminantes se emplea? Por favor detalle: causas de su uso, cómo se lleva a cabo, tren de muestreo a
usar, sus partes y objetivos, ubicación del plano y los puntos de extracción de muestra, etc. Por favor haga
todos los esquemas necesarios. Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Muestreo en conductos o chimeneas, básicamente de
6 al pié, Extracción de muestras en conductos o chimeneas, hasta 12 inclusive.
61. Por favor explique los cuatro atributos que se pueden asignar a un olor, a saber: detectabilidad, inten-
sidad del olor, carácter o calidad del olor, tono hedónico, y agregue algún ejemplo para cada uno. gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Olores, páginas 2 y 3, incluyendo Respuesta de la po-
blación, que aclara algunas ideas.
62. ¿Cómo se miden los olores? Por favor detalle su respuesta, muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Olores, páginas 4, 5 y 6, hasta Fuentes....
63. ¿En qué unidades se expresan los resultados de una medición de olores?
Gases de escape, su medición y tratamiento. Olores, páginas 3 al pié ý 4 arriba.
64. ¿Cómo trataría a los gases con olor? Por favor describa los distintos métodos, no se olvide de los es-
quemas necesarios. Muchas gracias.
65. Gases de escape, su medición y tratamiento. Olores, página 6.
66. ¿Qué son y para qué sirven los tratamientos biológicos de los contaminantes del aire? No se olvide de
indicar las características principales de cada tipo de los mismos y hacer los esquemas que corresponda.
Muchas gracias.
Gases de escape, su medición y tratamiento. Olores, páginas 6 al pié hasta 10.
Suelos:
Qué se entiende por infiltración del agua en el suelo? ¿Cómo se relaciona con la permeabilidad del mis-
mo? Por favor explique su respuesta e indique cómo relaciona estos conceptos con los efectos de la dispo-
sición final de basuras, muchas gracias.
La infiltración es el movimiento fundamentalmente descendente del agua, u otro líquido, en el suelo.
Según el Diccionario: infiltrar. (De in-1 y filtrar). 1. tr. Introducir suavemente un líquido entre los poros
de un sólido. U. t. c. prnl. ||...
En pricipio la pregunta sobre adsorción en el suelo, intercambio iónico, quimiosorción y adsorción física
no fue explicada ni se va a tomar, aunque tratamos el tema en Aguas.
El resto está más o menos resumido, al nivel que se pide, en el apunte “Suelos 1ª parte – Saneamiento de
suelos contaminados”
Contaminación de suelos:
El tema está más o menos resumido, al nivel que se pide, en el apunte “Suelos 1ª parte – Saneamiento de
suelos contaminados”.
Residuos sólidos:
Me animo a sugerirles que estudien por los apuntes.
Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a Nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres. Y a mis
alumnos, con la esperanza que estas aclaraciones les sean útiles y que Dios los ilumine y les dé mucha
suerte.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 7 de Julio de 2014. San Fermín
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 1.

Introducción a la Ingeniería Ambiental, 77-02.

Proyectos Nacionales e Ingeniería Ambiental, 77-05.
Seguridad Ambiental y del Trabajo B, 77-08.
Seguridad Ambiental y del Trabajo A, 77-09.
Gestión Ambiental, 97-05.

Colección de preguntas y problemas y

respuestas a algunos de los problemas.

Versión preliminar.

Ing. Juan Manuel Sánchez.

Buenos Aires, 21 de Marzo del 2.016.

COLECCIÓN DE PREGUNTAS Y PROBLEMAS, revisado 21 VIII 2017b

2. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Nociones de biología, ecología, ecosistema.

1. ¿Qué son los recursos naturales? ¿Cómo se los puede clasificar? Por favor enumérelos, gracias.
2. Defina qué entiende por ecosistema. ¿Cuáles son sus componentes? Por favor ejemplifique, gracias.
3. ¿Qué son los organismos eucarióticos y qué los procarióticos? Por favor explique su respuesta y dé
algún ejemplo de cada uno, muchas gracias.
4. ¿Qué son los organismos autótrofos? ¿Cómo los clasificaría en función de su fuente de energía? Por
favor indique para cada caso un ejemplo importante a los fines de nuestro estudio y por qué lo es. Muchas
gracias.
5. ¿Qué son los organismos heterótrofos? Por favor explique su respuesta y dé ejemplos, gracias.
6. ¿Cuáles son los usos principales de la materia orgánica por parte de los seres vivos? Por favor expli-
que su respuesta y dé ejemplos, muchas gracias.
7. Por favor explique qué son los procesos llamados fotosíntesis y respiración. ¿Quiénes lo llevan a ca-
bo? ¿Cuáles son sus características principales? Muchas gracias.
8. Por favor explique brevemente qué es la fotosíntesis. ¿Qué tipos de fotosíntesis conoce y por qué es
importante cada uno de ellos para nuestro estudio? Muchas gracias.
9. Existirían dos clases fundamentales de fotosíntesis, una oxigénica y otra anoxigénica. Por favor expli-
que para cada una de ellas qué es, qué seres vivos la llevan a cabo, cuáles son sus características principa-
les, reactivos y productos fundamentales, y la importancia para nuestra materia. Gracias
10. ¿Qué son las bacterias sulfurosas verdes (Chlorobium) sulfurosas púrpura (Chromatium), a qué grupo
trófico fundamental pertenecen, por qué nos interesan?
11. ¿Qué son las bacterias autótrofas quimiosintetizadoras? ¿Qué productos principales para nuestro es-
tudio resultan de su metabolismo y cuáles pueden ser algunas de sus consecuencias? Por favor explique
su respuesta y dé al menos dos ejemplos, muchas gracias.
12. ¿Qué son los organismos quimiolitotrofos o autótrofos quimiosintetizadores? Por favor dé tres ejem-
plos e indique qué importancia tiene cada uno de ellos para nuestro estudio. Muchas gracias.
13. ¿Qué son las bacterias nitrificantes? ¿dentro de qué grupo las clasificamos y por qué? ¿Qué reacciones
llevan a cabo y cuál es su importancia para un cuerpo de agua? Por favor explique su respuesta, gracias.
14. ¿Cómo se clasifican los seres vivos en función de la presencia de oxígeno gaseoso disuelto en el me-
dio, o bien del aceptor de protones en sus reacciones de respiración? ¿Cuáles son las principales carac-
terísticas de cada grupo y su importancia para nuestro estudio?
15. ¿Qué entiende por procesos biológicos aeróbicos y por procesos biológicos anaeróbicos en un cuerpo
de agua? Por favor dé las características principales de cada uno de ellos, muchas gracias.
16. Por favor detalle las etapas de la degradación biológica anaeróbica de la materia orgánica y la impor-
tancia de cada una de ellas para el proceso en su conjunto. Muchas gracias
17. Por favor explique cómo entra y circula la energía en el ecosistema. No se olvide de hacer el gráfico
correspondiente, muchas gracias. En base a lo anterior explique por qué en los países densamente pobla-
dos el componente fundamental de la dieta humana está constituido por cereales. Gracias.
18. Defina qué se entiende por producción primaria de un ecosistema. Explique los distintos tipos de pro-
ducción (primaria, secundaria, bruta, neta, etc.) que conoce. Muchas gracias.
19. Por favor explique qué entiende por cadena trófica y por malla trófica. ¿Qué diferencias y semejanzas
hay entre las mismas? Muchas gracias.
20. Por favor explique cómo encararía la medición de la producción primaria de un ecosistema acuático,
en particular planctónico, detallando un método de medición al efecto, sin olvidar las objeciones que tal
método tiene. Muchas gracias.
21. ¿Qué se entiende por energía endosomática, energía exosomática y subsidio de energía en un ecosis-
tema? Por favor explique cada concepto e indique cómo se los puede extrapolar al estudio de comunida-
des humanas. Muchas gracias.
22. Por favor explique y dé ejemplos de los siguientes conceptos: homeostasia, diversidad, depredación y
parasitismo. Muchas gracias.
23. Dadas las siguientes descripciones de distintos tipos de interacciones entre especies, asígneles, por fa-
vor, el nombre correspondiente, según la segunda lista.
Lista I ) Descripciones: I.1) dos especies viven habitualmente juntas, una de ellas obtiene beneficios de la
asociación, mientras la otra no es perjudicada. I.2) ambas especies se benefician con la asociación, pero
pueden vivir sin ella. I.3) ambas especies se benefician con la asociación y son incapaces de sobrevivir
sin ella. I.4) la existencia de una especie inhibe la de otra.
Lista II ) Tipo de interacción: II.1) comensalismo, II.2) mutualismo, II.3) amensalismo, II.4) protocoope-
ración.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 3.

Preguntas de selección múltiple

Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, muchas gracias
PSM1) Un ser vivo es anaerobio porque: 1) necesita materia orgánica para vivir; 2) es capaz de transfor-
mar carbono inorgánico en carbono orgánico; 3)vive en un medio en el cual no existe oxígeno gaseoso di-
suelto.
PSM2) Un ser vivo es autótrofo porque: 1) es capaz de llevar a cabo la fotosíntesis; 2) es capaz de
transformar carbono inorgánico en carbono orgánico; 3) necesita oxígeno gaseoso disuelto para vivir.
PSM3) Un ser vivo es heterótrofo porque: 1) es capaz de llevar a cabo la fotosíntesis; 2) es capaz de
transformar carbono inorgánico en carbono orgánico; 3) necesita oxígeno gaseoso disuelto para vivir; 4)
es incapaz de usar carbono inorgánico para generar materia orgánica
PSM4) Por favor marque con una cruz cada una de las opciones correctas, gracias
son generan ocasionan problemas de

hidróxido férrico
ácido sulfúrico

incrustaciones
Los siguientes microorganismos:

eutrofización
heterótrofos
autótrofos

corrosión

toxicidad
oxígeno
nitratos

olores
Algas
Bacerias nitrificantes
Bacterias sulfurosas púpuras
Bacterias cianofíceas
Thiobacillus thioxidans
Thibacillus ferroxidans
Beggiatoa
PSM5) Si un medio es anaeróbico en el mismo: 1) no hay vida; 2) no hay oxígeno molecular disuelto; 3)
la producción primaria es nula.
PSM6) Si un medio es aeróbico en el mismo: 1) no hay vida; 2) la producción primaria es grande; 3) hay
oxígeno molecular.
PSM7) Se dice que un medio es aeróbico porque en el mismo: 1) la producción primaria es grande; 2) hay
oxígeno molecular disuelto; 3) hay vida.
PSM8) La producción primaria en un ecosistema se origina: 1) en las substancias químicas presentes en el
medio; 2) en los organismos heterótrofos que lo habitan; 3) en los organismos autótrofos que lo pueblan.
PSM9) La producción secundaria en un ecosistema se debe a: 1) las substancias químicas presentes en el
medio; 2) el oxígeno disuelto en el agua; 3) los organismos heterótrofos que lo habitan; 4) los organismos
autótrofos que lo pueblan.
PSM10) Para que haya producción primaria en un ecosistema, en el mismo necesariamente debe haber:
1) organismos heterótrofos; 2) luz; 3) organismos autótrofos;
PSM11) Para que haya producción secundaria en un ecosistema, en el mismo necesariamente debe haber:
1) organismos autótrofos; 2) organismos heterótrofos; 3) luz.
PSM12) Los habitantes de los países densamente poblados consumen poca carne, sobre todo vacuna, por-
que: 1) los cereales contiene más energía por unidad de masa que la carne; 2) les gustan más las hortalizas
y los cereales; 3) obtienen más energía por unidad de terreno y de tiempo; 4) les resulta más sencillo
cultivar los campos que criar ganado.
PSM13) En el método basado en la medición del oxígeno disuelto para medir producción en ecosistemas
acuáticos, la respiración se obtenía de lo observado en la: 1) botella clara o transparente; 2) de la botella
opaca u obscura; 3) en ambas botellas.
PSM14) En el método basado en la medición del oxígeno disuelto para medir producción en ecosistemas
acuáticos, la producción primaria neta se obtenía de lo observado en la: 1) botella clara o transparente; 2)
de la botella opaca u obscura; 3) en ambas botellas.
PSM15) Si un organismo es aerobio, en el medio que habita debe haber: 1) oxígeno molecular; 2) anhí-
drido carbónico; 3) agua; 4) nitratos.
PSM16) Un organismo es aerobio porque en el medio que habita debe haber: 1) anhídrido carbónico; 2)
agua; 3) oxígeno molecular; 4) nitratos.
4. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

PSM17) Se dice que un ser vivo es anaerobio porque: 1) es capaz de transformar carbono inorgánico en
carbono orgánico; 2) necesita materia orgánica para vivir; 3) vive en un medio en el cual no existe oxíge-
no gaseoso disuelto.
PSM18) Si un organismo es anaerobio estricto, en el medio que habita no debe haber: a) anhídrido carbó-
nico; b) oxígeno molecular; c) agua; d) materia orgánica disuelta.
PSM19) Si un organismo es fotosintetizador, en el medio que habita debe haber (ó Un organismo fotosinte-
tizador, requiere que en el medio que habita haya): 1) oxígeno molecular; 2) organismos heterótrofos; 3) luz.
PSM20) Si un organismo es autótrofo quimiosintetizador (quimiolitotrofo) aerobio, en el medio que habi-
ta debe haber: 1) oxígeno molecular; 2) organismos heterótrofos; 3) luz; 4) materia orgánica disuelta.
PSM21) Un organismo heterótrofo, requiere que en el medio que habita haya: 1) luz; 2) materia orgánica
biodegradable; 3) oxígeno molecular.
PSM22) Las bacterias nitrificantes (autótrofas quimiosintetizadoras) requieren fundamentalmente que en
el agua haya: 1) luz; 2) materia orgánica disuelta; 3) organismos heterótrofos; 4) compuestos reducidos
del nitrógeno.
Problemas
P1) Si la producción primaria bruta de un ecosistema es de 20.000 Kcal/m2 x año y la respiración de los
autótrofos del mismo es de 5.000 Kcal/m2 x año. ¿Cuáles serán la producción primaria neta y la produc-
ción neta del ecosistema? Si no puede alguno, o ambos, resultados por falta de datos, indíquelo, así mis-
mo qué dato o datos faltan. Muchas gracias.
P2) Suponga que la producción neta de un arrozal cultivado es de 2 gC/m2 x día y se estima que la respi-
ración del mismo es del orden del 35% de su producción bruta. Por favor calcule: a) respiración, b) pro-
ducción bruta. No se olvide de hacer las verificaciones que corresponda. Muchas gracias.
P3) Si en un bosque se ha medido:
producción primaria bruta PPB = 11.500 Kcal/m2 x año;
respiración de los autótrofos RA = 6.500 Kcal/ m2 x año,
respiración de los heterótrofos RH = 5.000 Kcal/ m2 x año.
Por favor calcule:
a) producción primaria neta,
b) producción neta del ecosistema y explique el resultado obtenido. Muchas gracias.
P4) En un bosque tropical se ha determinado:
producción primaria bruta PPB = 45.000 Kcal/ m2 x año,
producción primaria neta PPN = 13.000 Kcal/ m2 x año,
respiración heterotrófica RH = 13.000 Kcal/ m2 x año.
Por favor calcule:
a) la respiración autotrófica, RA,
b) la producción neta de la comunidad, PNC y explique el resultado obtenido. Muchas gracias.
P5) Si mediante el ensayo de las dos botellas para la determinación de la producción de una comunidad
planctónica, luego de una incubación durante 24 horas, se obtuvieron los siguientes datos:
[O2]inicial = 9,2 mg/l ; [O2]final botella clara = 14 mg/l ; [O2]final botella obscura = 8 mg/l
Por favor calcule: 1) la producción bruta, 2) la producción neta y 3) la respiración. Muchas gracias.
P6) Si se conoce que la producción de una muestra de plancton es de 0,6 mgC/m3 x hora ý el carbono in-
orgánico total presente en la muestra tiene una concentración de 18 mgC/l; por favor calcule el valor de la
relación (14Cañadido / 14Cfijado) que se puede esperar. Muchas gracias.
P7) Si el total de carbono inorgánico presente en una muestra extraída a 12 m de profundidad en cierto
lago es de 20 mg/l , y en la determinación de producción por el método del 14C se ha medido una relación
(14Cañadido / 14Cfijado) = (22/1). Por favor calcule la producción de la muestra e indique a qué producción
se refiere el valor calculado. Muchas gracias.
Energía solar
1. ¿Cuáles son las principales ventajas e inconvenientes del aprovechamiento directo de la energía solar?
2. Por favor indique qué es el efecto invernáculo y cómo se lo explica físicamente. Agregue algún ejem-
plo de uso del mismo, sin olvidar los esquemas que correspondan, muchas gracias.
3. ¿Qué es un colector plano y para qué sirve? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Por favor di-
buje un esquema del mismo, detallando corte y planta, y de una instalación que lo use. Gracias.
4. ¿Qué es una célula solar y para qué sirve? ¿Qué ventajas e inconvenientes tiene? Por favor dé algunos
ejemplos de uso, muchas gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 5.

5. ¿Qué son los sistemas con concentración para el aprovechamiento directo de la energía solar? ¿Qué se
persigue mediante su uso? Por favor clasifíquelos según la forma del foco, haga esquemas de los principa-
les e indique sus ventajas e inconvenientes.
6. ¿Qué son y para qué sirven los piranómetros ? Por favor dé un ejemplo y haga el esquema correspon-
diente, muchas gracias.
7. ¿Qué son y para qué sirven los piroheliómetros ? Por favor dé un ejemplo y haga el esquema corres-
pondiente, muchas gracias.
8. ¿Qué es la heliofanía y cómo se mide? Por favor haga un esquema de un instrumento útil al respecto.
Problemas
P1) En una determinada región se cumple que la componente difusa de la radiación solar incidente es del
orden del 90% del total de la radiación recibida. ¿Cuál de los siguientes sistemas de aprovechamiento di-
recto de la energía solar elegiría y por qué? Por favor aclare por qué rechaza a los restantes y haga un es-
quema de cada uno de los tres, indicando sus partes. Muchas gracias.
Sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar a considerar:
a) colector plano, b) célula solar, c) colector cilindro - parabólico.
P2) Se desea calentar 100.000 litros de agua por día hasta 350ºC ¿Cuál de los siguientes sistemas de
aprovechamiento directo de la energía solar elegiría y por qué? Por favor aclare por qué rechaza a los res-
tantes y haga un esquema de cada uno de los tres, indicando sus partes. Muchas gracias.
Sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar a considerar:
a) colector plano, b) célula solar, c) colector cilindro - parabólico.
P3) En una localidad aislada en la cordillera de los Andes se desea instalar una estación automática para
la medición y transmisión de datos meteorológicos, para ello se requiere una fuente de potencia de 15Wat pico.
¿Cuál de los siguientes sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar usaría y por qué?
a) colector plano, b) colector parabólico de revolución, c) célula solar.
Por favor aclare por qué rechaza a los sistemas que no elige y haga esquemas de los tres. Gracias.
P4) Dé un orden de ideas de las temperaturas que se pueden obtener prácticamente en un fluido calentado
en colectores planos y en sistemas con concentración de rayos. Por favor agregue un esquema de un co-
lector plano y de un sistema con concentración de rayos, nombrando sus partes. Agregue algún ejemplo
de aplicación para cada uno de ellos. Muchas gracias.
P5) Debe hacer mediciones para calcular cada uno de los sistemas de aprovechamiento directo de la
energía solar de la lista I. Por favor indique qué tipo de instrumento, de los enumerados en la lista II, usar-
ía y por qué. Puede usar más de un instrumento para cada sistema y un mismo tipo de instrumento para
más de un sistema. Muchas gracias.
Lista I: a- colector plano, b- colector cilindro – parabólico, c- central en torre, d- célula solar sin concen-
tración, e- célula solar con concentración.
Lista II: 1- piroheliómetro, 2- piranómetro, 3- helifanógrafo.
P6) Si se desea calentar 800 litros/día de agua hasta 85ºC, siendo la temperatura del agua a la entrada de
5ºC y la radiación solar global promedio del mes más frío del año de aproximadamente 2.800 Kcal/m2 x día y
se estima que el rendimiento del colector plano en esas condiciones será de un 30% ¿Cuál sería la super-
ficie necesaria de un colector plano para ello? Como calor específico del agua tome 1 Kcal/Kg x ºC y
como peso específico 1 kg/litro.
P7) ¿Qué sistema de aprovechamiento directo de la energía solar o bien de la biomasa usaría ventajosa-
mente en una casa de campo para:
a) calentar los alimentos,
b) suministrar energía eléctrica para iluminación y usos básicos en el hogar,
c) proveer agua caliente a los baños?
Por favor explique brevemente sus respuestas, muchas gracias.
Aguas.
Ecología acuática
1. ¿Cómo define el concepto de cuerpo de agua? ¿Qué características principales tiene el estado de equi-
librio o cuasi equilibrio de un cuerpo de agua? Por favor explique, muchas gracias.
2. ¿Cómo varían las características de un río a lo largo de su recorrido, desde sus nacientes hasta su de-
sagüe en el mar? ¿Qué importancia tiene para nuestra materia el conocimiento de tales características?
Acuérdese de hacer los esquemas correspondientes, muchas gracias.
3. ¿Qué se entiende por cuerpo de agua lótico y que por cuerpo de agua léntico? Por favor dé ejemplos
de cada uno, muchas gracias.
6. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

4. ¿Qué se entiende por epilimnio, metalimnio, hipolimnio y termoclina en un cuerpo de agua léntico?
¿Cuándo aparecen y cómo se forman? Muchas gracias por sus respuestas.
5. ¿Cuáles son los principales mecanismos físicos, químicos y biológicos, de que se vale la naturaleza
para mantener el estado de equilibrio en el cuerpo de agua? Por favor descríbalos someramente, gracias.
6. ¿Cómo se presenta naturalmente la materia orgánica en el agua de un río? ¿Cuáles son sus orígenes y
qué transformaciones sufre en el mismo? Le sugiero ayudarse con un gráfico. Muchas gracias.
7. ¿Cómo ingresa el oxígeno gaseoso a un cuerpo de agua? ¿Cómo y por qué procesos es consumido en el
mismo y de qué manera varía su concentración en el agua a lo largo del día y en función de la turbulencia?
8. ¿Cómo se relacionan los organismos autótrofos y heterótrofos de los ecosistemas acuáticos, entre sí y
con las condiciones físicas y químicas del medio?
9. Explique el mecanismo natural por el cual se degrada la materia orgánica disuelta en el agua y se man-
tiene concentración no nula de oxígeno disuelto en dicha agua. Muchas gracias.
10. ¿Qué es el balance de oxígeno en un cuerpo de agua y cómo se expresa matemáticamente? ¿Cuáles
son los elementos fundamentales de dicho balance?
11. ¿Cómo actúa el vertido de grandes cantidades de materia orgánica en un punto de un río? Por favor
explíquelo y haga los dibujos necesarios, muchas gracias.
12. ¿Qué entiende por autpodepuración de un cuerpo de agua? ¿Qué mecanismos naturales para su con-
servación conoce? Por favor descríbalos brevemente, muchas gracias.
Preguntas de selección múltiple
Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, muchas gracias
PSM1) Un cuerpo de agua está en equilibrio dinámico porque: a) los seres vivos que lo habitan se mantie-
nen dentro de una zona determinada; b) hay intercambio de materia y energía con el medio que lo rodea;
c) el agua fluye a través del mismo; d) cambia con el tiempo y en el espacio.
PSM2) El epilimnio, el hipolimnio y el metalimnio son: 1) clases distintas de lagos; 2) capas de agua a di-
ferentes profundidades en un lago; 3) ríos clasificados según sus órdenes.
PSM3) Se dice que un cuerpo de agua lótico es de primer orden porque: 1) es el de mayor caudal de la
cuenca; 2) es el primero que tiene flujo de agua todo el año; 3) es el más profundo; 4) es el de mayor im-
portancia para la navegación y el comercio.
PSM4) A un cuerpo natural de agua aportan oxígeno: 1) los organismos heterótrofos;2) las reacciones de
óxido reducción; 3) los organismos autótrofos fotosintetizadores aerobios; 4) los organismos autótrofos
quimiosintetizadores; 5) los organismos autótrofos fotosintetizadores anaerobios.
PSM5) Para que el oxígeno pase de la atmósfera a un cuerpo natural de agua el grado de saturación,
(G. S.), en el mismo debe ser: 1) G. S. = 1; 2) G. S. > 1; 3) G. S. < 1. Por favor justifique su respuesta
definiendo al grado de saturación, muchas gracias.
PSM6) Para que el oxígeno pase de un cuerpo natural de agua a la atmósfera el grado de saturación,
(G. S.), en el mismo debe ser: a) G. S. = 1; b) G. S. > 1; c) G. S. < 1. Por favor justifique su respuesta
definiendo al grado de saturación, muchas gracias.
PSM7) Si a un arroyo se vierten efluentes con una cantidad grande de materia orgánica biodegradable di-
suelta, aguas abajo luego del vertido: 1) aumenta la cantidad de peces; 2) aumenta la cantidad de bacterias
y otros microorganismos; 3) aumenta la concentración de oxígeno molecular disuelto en el agua.
PSM8) Si a un arroyo se vierten efluentes con una cantidad grande de materia orgánica biodegradable di-
suelta, aguas abajo luego del vertido disminuye la concentración de oxígeno molecular disuelto en el agua
porque: 1) aumenta la cantidad de bacterias y otros microorganismos; 2) aumenta el aporte de oxígeno
desde la atmósfera; 3) disminuye la cantidad de peces; 4) se incrementa la cantidad de nutrientes minera-
les disueltos,
PSM9) Al aumento excesivo de nutrientes minerales en el agua de un río o lago se lo llama: 1) aerobiosis;
2) eutrofización; 3) anaerobiosis;4) hiperbaria.
PSM10) La eutrofización de un cuerpo de agua es consecuencia de: 1) la reducción en la concentración de
oxígeno disuelto en el agua; 2) un incremento de la concentración de nutrientes minerales; 3) un cambio
en la comunidad microbiana que habita en el cuerpo de agua; 4) un aumento en la turbulencia del agua.
PSM11) Si a un arroyo se vierten efluentes con una cantidad grande de materia orgánica biodegradable di-
suelta, aguas abajo luego del vertido se puede producir un fenómeno de eutrofización porque : 1) aumenta
la cantidad de bacterias y otros microorganismos; 2) aumenta el aporte de oxígeno desde la atmósfera; 3)
se incrementa la cantidad de nutrientes minerales disueltos; 4) disminuye la cantidad de peces.
Indicadores biológicos.
1. ¿Qué es un indicador biológico de calidad del agua? ¿Qué es un indicador biológico de toxicidad de
un líquido? ¿Qué diferencia hay entre ambos conceptos?
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 7.

2. ¿Qué es un indicador biológico de calidad del agua? ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes del
empleo de indicadores biológicos de calidad del agua?
3. ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de los indicadores biológicos de calidad del agua?
4. Por favor explique qué es y cómo se puede usar el índice de saprobios. Muchas gracias.
5. ¿Cómo se usan las bacterias coliformes como indicadoras de contaminación del agua? ¿Qué indican?
¿En qué se diferencia el uso de tales bacterias y el del crustáceo llamado Daphnia?
6. Por favor explique qué son las Daphnias y cómo se las puede usar para determinar la toxicidad de un
líquido. Muchas gracias.
7. Por favor explique cómo se pueden usar los peces para determinar la toxicidad de un líquido. Gracias.
8. ¿Cuáles son las influencias de la contaminación del agua sobre la diversidad de las comunidades que
la habitan? ¿Cómo se puede explicar?
9. ¿Qué es un ensayo biológico dinámico? Por favor explique su respuesta y detalle aquél que usa peces.
Muchas gracias.
10. Por favor explique el ensayo biológico dinámico que usa Daphnias. Muchas gracias.
11. Por favor explique el ensayo biológico dinámico que usa moluscos. Muchas gracias.
12. Por favor explique el ensayo biológico dinámico que usa algas. Muchas gracias.
13. ¿Cuáles son las influencias de la contaminación del agua sobre la relación producción primaria / res-
piración de las comunidades que la habitan? ¿Cómo se puede explicar?
Preguntas de selección múltiple
Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, muchas gracias:
PSM1) La posible presencia de bacterias coliformes fecales en el agua de un río se evalúa para: 1) esti-
mar la concentración de oxígeno molecular disuelto en el agua; 2) cuantificar la cantidad de microorga-
nismos patógenos en el agua; 3) medir la presencia de materia orgánica; 4) detectar la posible presencia
de materia fecal fresca; 5) estimar la concentración de oxígeno molecular disuelto en el agua.
PSM2) Para detectar la posible presencia de materia fecal fresca en el agua de un río se usa: 1) un ensayo
con Dafnias; 2) un ensayo de D. B. O.5 días 20 ºC; 3) un recuento de bacterias coliformes fecales.
PSM3) El índice de saprobios se usa para: 1) indicar la toxicidad de una substancia; 2) evaluar el estado
de un cuerpo de agua; 3) estudiar la presencia de materia fecal en un río; 4) estimar el grado de eutrofiza-
ción de un cuerpo de agua.
PSM4) Para evaluar la posible toxicidad de una substancia se usa: 1) un ensayo con Dafnias; 2) un ensa-
yo de D. B. O.5 días 20 ºC; 3) un recuento de bacterias coliformes.
PSM5) Para evaluar la posible toxicidad de una substancia se usa: 1) un ensayo con peces; 2) un ensayo
de D. B. O.5 días 20 ºC; 3) un recuento de bacterias coliformes.
PSM6) Las bacterias luminiscentes se pueden usar para: 1) indicar la toxicidad de una substancia; 2) eva-
luar la concentración de materia orgánica biodegradable en un cuerpo de agua; 3) estudiar la presencia de
materia fecal en un río.
Problemas
P1) Para estimar la calidad de un río se hizo un recuento de los organismos que lo habitan y resultó que
en una muestra de 100 individuos: 5 eran oligosaprobios; 8 eran mesosaprobios; 26 eran mesosapro-
bios y 61 polisaprobios.
Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, explicando cómo lo deduce y por qué
rechaza las otras afirmaciones, muchas gracias:
1) la concentración de oxígeno en el seno de la columna de agua es la de saturación
2) la carga orgánica en el río es grande
3) en el agua hay una gran concentración de substancias tóxicas, en particular metales pesados
P2) Para estimar la calidad del agua de un río se hizo un recuento de los organismos que lo habitan y re-
sultó que en una muestra de 100 individuos: 61 eran oligosaprobios; 26 eran mesosaprobios; 8 eran
mesosaprobios y 5 polisaprobios.
Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, explicando cómo lo deduce y por qué
rechaza las otras afirmaciones, muchas gracias:
1) la carga orgánica en el río es pequeña
2) la concentración de oxígeno en el seno de la columna de agua es la de saturación
3) la temperatura del agua es alta
P3) En un ensayo con Dafnias se usaron cinco vasos, numerados de 1 al 5, con un litro de agua y 100
Dafnias vivas en cada uno. En el vaso número 1 se agregaron 100 mg de una substancia cuya toxicidad
se deseaba conocer, al vaso número 2 se agregaron 50 mg, al 3 25 mg, al 4 12,5 y al 5 no se agregó
8. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

substancia a evaluar.
Al cabo de 48 horas de incubación en condiciones normalizadas estrictamente controladas se contó el
número de Dafnias vivas en cada uno de los vasos resultando 20 vivas en el 1º, 35 en el 2º, 50 en el 3º, 80
en el 4º y 100 en el 5º. O tabulando:
Vaso Cantidad añadida de Cantidad inicial Cantidad final de
substancia a evaluar de Dafnias vivas Dafnias vivas
Nº mg Nº Nº
1 100 100 20
2 50 100 35
3 25 100 50
4 12,5 100 80
5 0 100 100
Por favor responda a las siguientes preguntas, muchas gracias:
1) en principio, se puede asignar la muerte de las Dafnias a alguna causa diferente a la toxicidad de la
substancia a evaluar:
si no ¿cómo lo deduce?
2) ¿cuánto vale la Concentración Letal 50%?
3) con la información dada ¿puede calcular la Dosis Letal 80 %? Por favor justifique muy brevemente
su respuesta, muchas gracias.
P4) En un ensayo con peces se usaron cinco vasos, numerados de 1 al 5, con 10 litros de agua y 10 peces
vivos en cada uno. En el vaso número 1 se introdujeron 100 mg de una substancia cuya toxicidad deseaba
conocer, al vaso número 2 se agregaron 50 mg, al 3 25 mg, al 4 12,5 y al 5 no se agregó substancia a
evaluar.
Al cabo de 96 horas de incubación en condiciones normalizadas estrictamente controladas se contó el
número de peces vivos en cada uno de los vasos resultando 2 vivos en el 1º, 3 en el 2º, 5 en el 3º, 8 en el
4º y 10 en el 5º. O tabulando:
Vaso Cantidad añadida de Cantidad inicial Cantidad final de
substancia a evaluar de peces vivos peces vivos
Nº mg Nº Nº
1 100 10 2
2 50 10 3
3 25 10 5
4 12,5 10 8
5 0 10 10
Por favor responda a las siguientes preguntas, muchas gracias:
1) en principio, se puede asignar la muerte de los Peces a alguna causa diferente a la toxicidad de la
substancia a evaluar:
si no ¿cómo lo deduce?
2) ¿cuánto vale la Concentración Letal 70%?
3) con la información dada ¿puede calcular la Dosis Letal 80 %? Por favor justifique muy brevemente
su respuesta, muchas gracias.
Parámetros
1. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual es la temperatura. Por favor explique por qué se la limita. Muchas gracias.
2. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual es el pH . Por favor explique qué motivos llevan a su limitación. Muchas gracias
3. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por las substancias solubles en éter etílico. Por favor explique qué son y
qué motivos llevan a su limitación. Muchas gracias.
4. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los sulfuros. Por favor explique qué son y por qué se los limita. Gracias.
5. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los sólidos totales. Por favor explique qué entiende por ellos y qué
motivos llevan a su limitación. Muchas gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 9.

6. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los sólidos disueltos y los sólidos en suspensión. Por favor explique
qué son y qué motivos llevan a su limitación. Muchas gracias.
7. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los sólidos sedimentables en 10 minutos y en 2 horas. Por favor ex-
plique qué entiende por cada uno de ellos y qué motivos llevan a su limitación. Gracias.
8. Por favor defina el concepto de demanda bioquímica de oxígeno, explique qué mide con ella, cómo
varía con el tiempo y la temperatura y que diferencias fundamentales pueden presentarse, al respecto, en-
tre líquidos cloacales e industriales. ¿Por qué se la limita en los efluentes líquidos a ser volcados en un
cuerpo de agua? Muchas gracias.
9. ¿Qué significa la sigla D.B.O. 5 días 20 ºC? ¿y, más simplemente, D.B.O. 5, 20? ¿y sin ningún subíndice,
es decir D.B.O.? Muchas gracias por su respuesta.
10. ¿Cómo se hace la determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno? Por favor explique los
métodos convencional y respirométrico empleados para su determinación, muchas gracias.
11. Por favor defina el concepto de habitante equivalente, explique para qué se usa y cuáles son sus limi-
taciones. Muchas gracias.
12. Por favor defina el concepto de población equivalente, explique para qué se usa, cómo se calcula y
cuáles son sus limitaciones. Muchas gracias.
13. Por favor defina el concepto de factor de emisión, explique para qué se usa, cómo se calcula y cuáles
son sus limitaciones. Muchas gracias.
14. Por favor defina el concepto de Demanda Química de Oxígeno, explique qué mide con ella. ¿Por qué
se la limita en los efluentes líquidos a ser volcados en un cuerpo de agua? ¿Existe una relación cuantitati-
va entre la demanda química de oxígeno y la demanda bioquímica de oxígeno? ¿Qué usos se le puede dar
al conocimiento de la Demanda Química de Oxígeno de un líquido? ¿Qué información útil puede resultar
de la comparación entre los valores de la demanda química de oxígeno y la demanda bioquímica de oxí-
geno de un efluente dado? Muchas gracias.
15. ¿Qué diferencia y qué semejanzas hay entre lo que en general se conoce como Demanda Química de
Oxígeno y el Oxígeno Consumido del Permanganato? ¿Cómo se determina cada uno de ambos? Por favor
indique reactivos, condiciones de ensayo, etc.
16. Si un líquido tiene una D. B. O. 5 días 20 ºC = 240 mg/l ¿cuánto valdrá su D. Q. O.?
17. Si un líquido tiene una D. Q. O. = 300 mg/l ¿cuánto valdrá su D. B. O. 5 días 20 ºC?
18. ¿Qué es el Carbono Orgánico Total? Por favor explique el concepto y sus asociados (carbono total,
carbono orgánico disuelto y no disuelto, carbono orgánico volátil y no purgable, etc.). ¿Existe una rela-
ción, al menos sencilla y previsible, entre los resultados de una determinación de demanda bioquímica de
oxígeno, de demanda química de oxígeno y de carbono orgánico total? Explíquelo, por favor, gracias.
19. ¿Cómo se puede evaluar la concentración de materia orgánica en un efluente líquido? Por favor explique
muy brevemente cada uno de los métodos principales, sus ventajas, inconvenientes y campo de utilización.
20. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los detergentes. Por favor explique por qué motivos se los limita.
21. ¿Qué se entiende por demanda de cloro y cloro residual? ¿Cuál es el objetivo de su satisfacción?
22. ¿Cuáles son las substancias contaminantes del agua que interfieren en los procesos de depuración en
las plantas de tratamiento de efluentes líquidos o en los procesos de autodepuración en el curso recep-
tor? Por favor dé ejemplos de las mismas, indicando sus acciones respectivas.
23. ¿Cómo actúa sobre la vida marina el petróleo derramado en el mar? Por favor dé ejemplos, gracias.
24. ¿Qué consecuencias tiene la presencia de detergentes en los efluentes líquidos? Gracias.
25. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los cianuros. Por favor explique qué son y por qué se los limita, gracias.
26. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los metales pesados. Por favor explique qué son y por qué se los limita.
27. ¿Cómo interactúan los metales pesados y los otros componentes del ecosistema (sedimentos, agua, se-
res vivos, atmósfera)? Muchas gracias por su respuesta.
28. Uno de los parámetros para evaluar el estado de un cuerpo de agua y la capacidad contaminante de un
líquido residual está constituido por los fenoles. Por favor explique qué son y por qué se los limita, gracias.
29. ¿Qué es la turbiedad de un líquido? ¿Cómo se la puede medir? ¿Cuál es su importancia en los cuerpos
naturales de agua y en el agua potable, a qué se puede deber? Aclare su respuesta, muchas gracias.
30. ¿Qué se entiende por alcalinidad de un líquido? ¿Cuál es su importancia para nuestra materia? ¿Qué la
diferencia del pH? Muchas gracias.
10. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

31. ¿Qué se entiende por turbiedad de un líquido? ¿Cuál es su importancia para nuestra materia? ¿Qué la
puede originar en un cuerpo de agua? ¿Cómo se la mide? Muchas gracias.
Preguntas de selección múltiple
Por favor indique cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, muchas gracias:
PSM1) Si la temperatura del agua en un lago aumenta de 22ºC á 28ºC y suponemos que los valores de to-
dos los otros parámetros que miden la calidad del agua permanecen constantes: 1) aumenta la concentra-
ción de oxígeno disuelto en el mismo; 2) aumenta la actividad biológica; 3) aumenta la solubilidad de los
gases en el agua;
PSM2) Si la temperatura del agua en un lago disminuye de 28ºC á 22ºC y suponemos que los valores de
todos los otros parámetros que miden la calidad del agua permanecen constantes: 1) aumenta la concen-
tración de oxígeno disuelto en el mismo; 2) aumenta la actividad biológica; 3) disminuye la solubilidad de
los gases en el agua.
PSM3) Los aceites y las grasas, medidas como substancias solubles en éter etílico, se limitan en los
efluentes líquidos a ser volcados en un cuerpo de agua fundamentalmente porque: 1) generan una serie de
problemas en la interfase atmósfera agua; 2) aumentan la D. B. O.; 3) son tóxicas para los habitantes del
agua; 4) liberan malos olores.
PSM4) Los sólidos sedimentables granulares contenidos en un efluente líquido se limitan fundamental-
mente porque: 1) incrementan la D. B. O.5, 20 en el agua del cuerpo receptor; 2) le confieren un color
desagradable al agua del cuerpo receptor; 3) implican problemas físicos como la obstrucción de cauces.
PSM5) El ensayo normalizado de D. B. O.5, 20 es netamente un ensayo: 1) químico; 2) físico; 3) biológico.
PSM6) Suponiendo que un ensayo de D. B. O. a 5 días y 20ºC ha sido efectuado correctamente, el resul-
tado indica: 1) la presencia de microorganismos patógenos en el líquido; 2) la concentración de oxígeno
disuelto en la muestra; 3) la concentración de materia biotransformable en la muestra.
PSM7) Un ensayo normalizado de D. Q. O. es: 1) más rápido que el de D. B. O. 5,20; 2) más lento; ó 3)
dura más o menos lo mismo.
PSM8) Un ensayo normalizado de D. B. O. 5,20 es: 1) más rápido que el de D. Q. O.; 2) más lento; ó 3)
dura más o menos lo mismo.
PSM9) Si un ensayo normalizado de D. B. O.5, 20 hecho a una muestra de un efluente líquido dio por re-
sultado D. B. O.5, 20 = 400 mg / l, la D. Q. O. correspondiente a la misma muestra daría: 1) un valor
menor; 2) un valor mayor; 3) un valor desconocido a priori.
PSM10) La satisfacción de la demanda de cloro en un efluente líquido tiene por objetivo: 1) reducir la canti-
dad de materia orgánica disuelta en el mismo; 2) mejorar el gusto y olor del agua; 3) reducir el peligro por la
existencia de microorganismo patógenos en el mismo; 4) disminuir la concentración de substancias reducto-
ras que se oxidan por el cloro; 5) evitar el desprendimiento de substancias con olor desagradable.
PSM11) El cumplimiento de la demanda de cloro y el cloro residual por parte de un efluente tiene por ob-
jetivo fundamental: 1) disminuir el riesgo asociado a la existencia de microorganismos patógenos en el
mismo; 2) disminuir la concentración de substancias reductoras que se oxidan por el cloro; 3) evitar el
desprendimiento de substancias con olor desagradable; 4) reducir la cantidad de materia orgánica disuelta
en el mismo; 5) mejorar el gusto y el olor del agua .
PSM12) Los cianuros se limitan en los efluentes líquidos a ser volcados en un cuerpo de agua fundamen-
talmente porque: 1) aumentan la D. B: O.; 2) colorean el agua; 3) son tóxicas para los habitantes del agua;
4) pueden dar origen a gases letales.
PSM13) El vuelco de un efluente con metales pesados en un lago: 1) aumenta el consumo de oxígeno por
parte de los microorganismos existentes en el agua del lago; 2) reduce el pH del agua del lago; 3) torna
tóxica al agua del lago.
PSM14) La concentración de detergentes en un efluente líquido se limita fundamentalmente porque: 1) le
confieren mal gusto al agua de bebida; 2) generan espumas; 3) se consume oxígeno en su biodegradación;
4) colorean el agua.
PSM15) La concentración de fenoles en un efluente líquido se limita por: 1) el consumo de oxígeno por
los microorganismos para su degradación; 2) el olor y sabor que le confieren al agua potable al clorarla;
3) impedir el uso del agua para la refrigeración.
Problemas
P1) Si en un líquido residual se midió un contenido de oxígeno disuelto de 9,2 mg/l, á 20ºC. Se lo incubó
a obscuras y a esa misma temperatura durante 2 días y al cabo de ellos se midió nuevamente el contenido
de oxígeno disuelto, resultando de 3,1 mg/l. ¿Cuál será la DBO5,20 que resulta?
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 11.

dicha tabla sea plenamente válida?

P2) Si en un líquido residual se midió un contenido de oxígeno disuelto de 9,1 mg/l, á 20ºC. Se lo incubó
a obscuras y a esa misma temperatura durante 2 días y al cabo de ellos se midió nuevamente el contenido
de oxígeno disuelto, resultando de 0,1 mg/l. ¿Cuál será la DBO5,20 que resulta?
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
dicha tabla sea plenamente válida?
Días Temperatura
5 ºC 10 ºC 15 ºC 20 ºC 25 ºC 30 ºC
1 0,11 0,16 0,22 0,30 0,40 0,54
2 0,21 0,30 0,40 0,54 0,71 0,91
3 0,31 0,41 0,56 0,73 0,93 1,17
4 0,38 0,52 0,68 0,88 1,11 1,35
5 0,45 0,60 0,79 1,00 1,23 1,47
6 0,51 0,68 0,88 1,10 1,31 1,56
7 0,57 0,75 0,95 1,17 1,40 1,62
8 0,62 0,80 1,01 1,23 1,45 1,66
9 0,66 0,85 1,06 1,28 1,49 1,69
10 0,70 0,90 1,10 1,32 1,52 1,71
12 0,77 0,97 1,17 1,37 1,56 1,73
14 0,82 1,02 1,21 1,40 1,58 1,74
16 0,85 1,06 1,24 1,43 1,59 1,75
18 0,90 1,08 1,27 1,44 1,60 1,76
20 0,92 1,10 1,28 1,45 1,61 ---
25 0,97 1,14 1,30 1,46 --- ---
Demanda completa 1,02 1,17 1,32 1,46 1,61 1,76
de oxígeno de la
=0,7x1,46 =0,8x1,46 =0,9x1,46 =1/0,684 =1,1x1,46 =1,2x1,46
primera fase

Tabla 1. DESCOMPOSICIÓN EN LA PRIMERA EN UN AGUA AIREADA, A DIFERENTES TEMPERATURAS, REFERIDA A LA

DEMANDA DE OXÍGENO A LOS CINCO DÍAS, A 20ºC, SEGÚN FAIR.
P3) Una fábrica vierte sus líquidos residuales, con una DBO5,20 = 1.000 mg/l, en un canal por el que es-
curren durante 3 días para verterse, finalmente, en un río. Calcular la DBO 5,20 con la que llegan las
aguas al río, suponiendo que en el canal no hay otros vertidos que los mencionados, que se provee todo el
oxígeno necesario y que la temperatura del agua es de 20ºC.
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
dicha tabla sea plenamente válida?
P4) Si en un punto A de un canal vierte sus líquidos residuales, en forma constante en el tiempo, una
fábrica que corresponde a 2.000 habitantes equivalentes. Por favor calcule la DBO 5,20 de las aguas del
canal luego de escurrir durante 7 días a partir del vertido, suponiendo que el caudal total en el canal es de
3 m3/s, su temperatura es de 20ºC, hay aporte de todo el oxígeno necesario y no hay otras entradas de mate-
ria orgánica. Considere como carga orgánica diaria por habitante 54 g.
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
dicha tabla sea plenamente válida?
P5) Si el factor de emisión para la D.B.O. o Carga orgánica por unidad producida de un cierto proceso es
C.Org.uni. = 5.400 g/t y para el volumen de efluentes generado es de fV =10 m3/t. Siendo la producción
de 10 t/día.
Por favor calcule: 1) carga orgánica del proceso; 2) caudal de los efluentes líquidos del proceso; 3)
D.B.O.5,20 de los efluentes líquidos del proceso; 4) consumo de oxígeno por los efluentes durante el tercer
día después del vertido.
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
dicha tabla sea plenamente válida?
Tratamientos de efluentes líquidos
Tipos de muestras
1. Antes de proceder a sacar muestras de un líquido ¿qué se debe averiguar en el sitio en donde se sa-
carán las muestras y en el laboratorio que hará los análisis de las mismas? Por favor detalle su respuesta.
2. Por favor explique qué tipos de muestras de un efluente líquido se pueden tomar, los usos de cada uno
y sus ventajas e inconvenientes. Muchas gracias.
12. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

3. ¿Qué tipo de muestras usaría para determinar los picos de calidad de un efluente líquido? Por favor
describa cómo haría el trabajo. Muchas gracias.
4. ¿Qué tipo de muestras usaría para trazar la curva que muestra la variación de un parámetro de calidad
de un efluente líquido en el tiempo? Por favor describa cómo haría el trabajo. Muchas gracias.
5. ¿Qué tipo de muestras usaría para obtener la calidad promedio de un efluente líquido, ponderada según
el caudal? Por favor describa cómo haría el trabajo. Muchas gracias.
6. ¿Qué tipo de muestras usaría para determinar la eficiencia de un equipo de tratamiento en el cual la per-
manencia hidráulica del líquido a tratar es de tres horas? Por favor describa cómo haría el trabajo. Gracias.
Compensación de caudales y calidades del efluente a tratar
7. ¿Qué es y para qué sirve un tanque de compensación? ¿Qué cuidados fundamentales hay que tener al
proyectarlo? Por favor haga los esquemas de los distintos tipos de tanque de compensación que conoce.
Tratamientos físicos
8. ¿Con qué equipos se remueven los sólidos groseros de un efluente líquido. Por favor explíquelos y
haga los esquemas correspondientes. Muchas gracias.
9. Por favor explique qué son y para qué sirven las rejas en el tratamiento de efluentes líquidos. ¿Para
qué se las instala en una planta de tratamiento? No se olvide de indicar una posible clasificación en fun-
ción del sistema de limpieza, de la separación entre barrotes, su colocación relativa si hay más de una y de
hacer los dibujos necesarios . Muchas gracias.
10. Por favor explique qué son y para qué sirven los tamices en el tratamiento de efluentes líquidos. No se
olvide de clasificarlos en función del tamaño de los orificios y del sistema de limpieza empleado, por fa-
vor haga los dibujos necesarios. Muchas gracias.
11. ¿Qué es la sedimentación, qué tipos principales de sólidos sedimentables conoce? Describa los equi-
pos que usaría para llevarla a cabo y haga esquemas de los mismos. Acuérdese de los desarenadores.
12. ¿Qué es un desarenador? Por favor explique cómo funciona, cuáles son sus partes principales. No se
olvide de hacer los esquemas que correspondan. Muchas gracias.
13. ¿Qué es un sedimentador de planta rectangular? Por favor explique cómo funciona, cuáles son sus
partes principales. No se olvide de hacer los esquemas que correspondan. Muchas gracias.
14. ¿Qué es un sedimentador de planta circular? Por favor explique cómo funciona, cuáles son sus partes
principales. No se olvide de hacer los esquemas que correspondan. Muchas gracias.
15. ¿Qué es un sedimentador de placas o de flujo laminar? Por favor explique cómo funciona, cuáles son
sus partes principales. No se olvide de hacer los esquemas que correspondan. Muchas gracias.
16. ¿Qué es la flotación como tratamiento de un efluente líquido? Por favor explique un sistema al respec-
to, incluyendo el esquema correspondiente. Muchas gracias.
17. ¿Qué son los filtros de arena? En particular detalle, por favor, qué es un filtro lento, explique cómo
funciona, cuáles son sus ventajas e inconvenientes. No se olvide de hacer los esquemas que correspon-
dan.¿Qué son los filtros de arena? En particular detalle, por favor, qué es un filtro rápido, explique cómo
funciona, cuáles son sus ventajas e inconvenientes. No se olvide de hacer los esquemas que correspondan.
18. ¿Qué es la filtración con membranas? Por favor detalle su respuesta indicando cómo clasifican los di-
ferentes tipos, cuáles son sus usos, ventajas, inconvenientes, etc. Muchas gracias.
Tratamientos químicos
19. ¿Qué es un tratamiento químico de un efluente líquido? ¿Cuáles pueden ser sus objetivos? Por favor
dé dos ejemplos de aplicación práctica y dibuje los esquemas de los aparatos. Muchas gracias.
20. ¿Cómo trataría un líquido efluente cuyo pH fuera 2? Haga un esquema de la instalación, gracias.
21. ¿Cómo trataría un líquido efluente cuyo pH fuera 10? Haga un esquema de la instalación, gracias.
22. ¿Qué se entiende por ajuste del pH de un efluente líquido? ¿Qué reactivos se emplean y cuáles son sus
ventajas y desventajas principales?
23. ¿Cómo se usan las reacciones de óxido reducción para remover contaminantes de un efluente líquido?
Por favor dé dos ejemplos, indicando el contaminante removido, algún reactivo útil al respecto, condicio-
nes del medio de reacción, cuidados fundamentales a tener en cuenta con la posible acidificación del me-
dio en algunos casos.
24. ¿Cómo se emplean la coagulación y la floculación para el tratamiento de aguas? ¿Qué reactivos se
emplean y en qué condiciones del medio?
25. ¿Cuáles son los distintos métodos básicos para operar y para controlar una planta de tratamiento quí-
mico de efluentes líquidos? Por favor detalle su respuesta, muchas gracias.
Tratamientos biológicos
26. ¿Qué se entiende por tratamiento biológico de un efluente líquido? Por favor detalle su respuesta y
mencione los principales sistemas de tratamiento biológico, tanto aeróbicos como anaeróbicos? Gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 13.

27. ¿Qué son y para qué sirven los humedales artificiales para el tratamiento de efluentes líquidos?
¿Cómo se explica su funcionamiento? No se olvide de hacer los esquemas necesarios. Gracias.
28. ¿Qué es y para qué sirve un proceso de barros activados? Por favor explíquelo, no olvide los de in-
cluir a los sistemas de aeración y de hacer los esquemas necesarios.
29. ¿Cuáles son los principales parámetros de diseño de un sistema de barros activados? Por favor expli-
que cada uno de ellos y su uso. Muchas gracias.
30. Por favor explique qué entiende por lagunas de estabilización para el tratamiento de efluentes líqui-
dos; clasifíquelas, dé una idea de sus distintos tipos y de sus características principales, haga esquemas de
las mismas. Muchas gracias.
31. ¿Qué ventajas e inconvenientes comparativos tienen los sistemas de barros activados convencionales y
las lagunas de estabilización, para el tratamiento de efluentes líquidos?
32. ¿Qué son y para qué sirven los lechos percoladores para el tratamiento de efluentes líquidos? ¿Cómo
se explica su funcionamiento? No se olvide de hacer los esquemas necesarios. Gracias
33. Por favor explique qué son y para qué sirven los procesos biológicos anaeróbicos para el tratamiento
de efluentes líquidos. ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas? Describa y dibuje esquemas de los diferen-
tes tipos de reactores que conoce, sean abiertos, sean cerrados.
34. ¿Cuáles son las etapas que se pueden distinguir en un proceso anaeróbico que conduce a la generación
de metano? Por favor explique cada una y su importancia para el buen éxito del proceso total,gracias.
Tratamientos de barros. Desinfección
35. ¿Cómo se tratan los barros resultantes del tratamiento de un efluente líquido? Por favor explique los
distintos métodos que conoce, indique sus objetivos, y dibuje los esquemas de los aparatos. Gracias.
36. ¿Cómo se puede desinfectar un efluente líquido? Por favor indique los diferentes métodos al respecto
y detalle la cloración. No se olvide de hacer los esquemas que correspondan, muchas gracias.
Problemas
P1) Dada la figura siguiente identifique, por favor, cada una de sus partes principales, indicando cuál es
su uso principal, incluyendo el detalle al costado de la misma. Muchas gracias.

P2) Dado un sedimentador rectangular de 2m de profundidad y 50 m2 de superficie horizontal, si se des-

ea una permanencia hidráulica de 2,5 h. ¿qué caudal podrá tratar y con qué carga hidráulica superficial?
Por favor dibuje un esquema del aparato, muchas gracias.
P3) Dado un sedimentador rectangular de 3m de profundidad y 60 m2 de superficie horizontal, si se des-
ea una permanencia hidráulica de 2 h. ¿qué caudal podrá tratar y con qué carga hidráulica superficial? Por
favor dibuje un esquema del aparato, muchas gracias.
P4) Dado un sedimentador circular de 3m de profundidad y 60 m2 de superficie horizontal, si se desea
una permanencia hidráulica de 2 h. ¿qué caudal podrá tratar y con qué carga hidráulica superficial? Por
favor dibuje un esquema del aparato, muchas gracias.
P5) Para un sedimentador rectangular en el que se desea tratar un caudal Q = 50 m3/h, con una carga
hidráulica superficial C.H.S = 2 m3.m-2.h-1, que tenga una relación largo á ancho L/B = 4/1 y una profun-
didad H = 3m, por favor calcule el largo L, el ancho B y la permanencia hidráulica P. Muchas gracias.
P6) En la lista I se enumera una serie de tratamientos para líquidos residuales y en la II un conjunto de
parámetros que se trata de corregir. Por favor indique cuál o cuáles parámetros de la segunda lista pre-
14. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

tende corregir cada tratamiento de la primera lista. Observe que un mismo tratamiento puede correspon-
der a varios parámetros. Muchas gracias.
Lista I TRATAMIENTOS Lista II PARÁMETROS
a- barros activados 1- Cr6+
b- sedimentador 2- pH
c- lagunas de estabilización 3- mercurio y plomo
d- procesos químicos de óxido reducción 4- sólidos sedimentables totales
e- desarenador 5- D.B.O.
f- rejas 6- sólidos sedimentables granulares
g- cloración 7- sólidos groseros
h- lecho percolador 8- demanda de cloro y cloro residual
i- procesos químicos de ajuste de pH
j- humedales artificiales
P7) Dada la lista I de tratamientos para líquidos residuales indique, por favor, las características corres-
pondientes de cada uno, en base a las indicadas en la lista II; haga los comentarios que correspondan, mu-
chas gracias.
Lista I TRATAMIENTOS Lista II CARACTERÍSTICAS
a- barros activados convencionales Lugar ocupado:
b- tratamientos químicos 1- ocupa relativamente poco lugar
c- lagunas de estabilización 2- ocupa relativamente mucho lugar
d- digestión anaeróbica de líquidos en reac- Energía:
tores cerrados 3- gasta relativamente poca energía
e- lechos percoladores 4- gasta relativamente mucha energía
5- permite recuperar energía
Reactivos químicos:
6- consume reactivos químicos
7- no consume reactivos químicos
Mantenimiento:
8- requiere poco mantenimiento
9- requiere mucho mantenimiento
P8) Dadas las proposiciones siguientes, indique cuáles son verdaderas (V) y cuáles falsas (F) y anote el
factor determinante de su respuesta, según la letra que lo identifica en la lista I.
1) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa crece durante los días soleados.
2) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce durante los días ventosos.
3) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce al aumentar el espe-
sor del fango de fondo orgánico.
4) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce al aportarle materia
orgánica biodegradable disuelta.
5) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna anaeróbica crece durante los días soleados.
Lista I: (A) acción de las algas; (B) absorción por la superficie; (C) acción de las bacterias.
Si hay proposiciones absurdas indíquelo y, por favor indique por qué las considera así. Muchas gracias.
P9) Le ha llegado un prospecto comercial referido a un nuevo sistema de tratamiento biológico de líqui-
dos residuales y dice más o menos así:
¡¡¡ EL MÉTODO CUCHUFLITO ES EXTRAORDINARIO!!!
Es un proceso aeróbico, basado en el de barros activados convencionales (tradicional) y tiene las siguien-
tes ventajas:
1. no sólo no consume energía eléctrica sino que produce biogás que tiene unas 7.000 Kcal/m3 de
poder calorífico;
2. ocupa muy poco espacio;
3. no produce exceso de barros que se deba tratar o disponer;
4. no requiere mantenimiento ni cuidados para su operación, ya que ni siquiera se recirculan barros.
¿Qué opinión y qué comentarios le merece el mencionado prospecto? Por favor detalle su razonamiento.
P10) Por favor complete cualitativamente la siguiente tabla comparativa entre los procesos de barros acti-
vados convencionales y las lagunas de estabilización. Muchas gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 15.

Característica Lagunas de estabilización Barros activados

Permanencia hidráulica del liquido en la planta
Volumen de reactores necesarios
Superficie de terreno necesaria
Tipo de obra civil preponderante
Consumo de energía eléctrica y / o mecánica
Posibilidad de recuperación de energía de los efluentes
Posibilidad de controlar la calidad del efluente tratado
Remoción de microorganismos patógenos
Desinfección del efluente tratado
Consumo de desinfectante
Necesidades de mantenimiento y control operativo
Zonas más propicias para su aplicación
P11)Ud. debe asesorar a los Srs. intendentes municipales de dos poblaciones que arrojan sus líquidos
cloacales a ríos de las zonas respectivas y desean evitar su contaminación, tratando biológicamente sus
efluentes. En base a la siguiente información:
1. población rural con 20.000 habitantes conectados a la red cloacal, ubicada en plena provincia de
Buenos Aires;
2. población de 1.500.000 habitantes conectados a la red, ubicada a 20 minutos de tren, medidos
desde Plaza Miserere;
Para cada caso qué tipo de tratamiento biológico elegiría y por qué, explíquelo. Muchas gracias.
P12) ¿Qué objeciones le merece el siguiente esquema de planta de tratamiento biológico de líquidos resi-
duales para ser usado en el tratamiento de un efluente de galvanoplastía, caracterizado por una gran con-
centración de cromo hexavalente y de cianuros? Por favor justifique su respuesta, muchas gracias.

P13) Para aumentar el rendimiento de biogás en un digestor anaeróbico un operador le introdujo una lan-
za y por ella sopló aire comprimido en forma continua durante varios días, para agitar la mezcla y barrer
el biogás.
¿Le parece que la solución es correcta? ¿Habrá aumentado la cantidad de biogás generada?
Por favor explique brevemente sus respuestas, muchas gracias.
P14) Por favor haga el esquema de un biodigestor para semisólidos, indicando sus partes. Gracias.
Aire
Introducción
1. ¿Cómo se pueden clasificar los contaminantes del aire en función de su estado físico, de su composi-
ción química y de su estado biótico? Por favor dé ejemplos de cada uno. Muchas gracias.
2. ¿Qué se entiende por un aerosol? Por favor detalle su respuesta indicando cómo se clasifica y nombra
a los aerosoles según su estado físico. Dé un orden de ideas de los tamaños de partículas y su influencia
en el comportamiento de las mismas. Muchas gracias.
3. ¿Qué es un contaminante primario del aire y qué uno secundario? Por favor explique sus característi-
cas y diferencias principales, dando ejemplos, muchísimas gracias.
4. ¿Qué son la lluvia ácida y el "smog"? ¿Cuáles son sus semejanzas y sus diferencias? Por favor dé
ejemplos, muchas gracias.
5. ¿Qué entiende por inmisión y qué por emisión de un contaminante atmosférico?
6. ¿Cómo se pueden clasificar las fuentes de contaminación del aire en función de ubicación en el espa-
cio, su proyección sobre el plano horizontal y el sistema de captación aplicable. Por favor dé ejemplos de
cada una, muchas gracias.
16. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

7. Para un adecuado transporte de una carga, en el recipiente que la contiene se debe informar claramente
el producto transportado y el riego asociado al mismo. ¿De qué manera sencilla se pone en evidencia esa
información? Muchas gracias por su respuesta.
8. Para un adecuado transporte de una carga, ¿Mediante que elementos se identifica, en el recipiente que
la contiene, la carga y el riesgo asociado a ella? Muchas gracias por su respuesta.
9. ¿Cómo se pueden clasificar las emisiones en función de su continuidad en el tiempo y su predecibili-
dad. Por favor dé ejemplos de cada una, muchas gracias.
10. En la atmósfera los contaminantes son transportados, dispersados, transformados y de ella son remo-
vidos. ¿Qué significan cada una de estas palabras? Por favor explíquelas, ¿cuáles son el o los factores
principales que están implicados en cada una? Muchas gracias.
11. ¿Qué efectos produce la contaminación atmosférica sobre los seres vivos, los objetos y las propiedades
de la atmósfera? ¿Cómo se pueden usar seres vivos como bioindicadores de contaminación atmosférica?
12. ¿Si sobre una zona actúan simultáneamente más de un contaminante atmosférico, cómo puede ser el
efecto de todos juntos si lo comparamos con el de cada uno por separado? Por favor, en todos los casos dé
ejemplos, gracias.
13. ¿Cómo se pueden estudiar los efectos de los contaminantes del aire sobre los seres humanos? Por favor
dé ejemplos de la acción de diferentes contaminantes atmosféricos sobre el hombre. Muchas gracias.
14. ¿Qué consideraciones diferencian un estudio de contaminación del aire en el puesto de trabajo, tal co-
mo lo hace la Higiene y Seguridad en el Trabajo, de un estudio de la contaminación del aire en el ambien-
te general, tal como lo considera nuestra materia?
15. ¿Qué son la percepción comunitaria y el inventario de emisiones? ¿Para qué se usan? ¿Cómo se
hacen? Por favor detalle su respuesta. Muchas gracias.
Dispersión de gases en la atmósfera
16. ¿Cómo influye el clima de una zona sobre el estado de contaminación del aire en la misma? Por favor
explíquelo, dé ejemplos y no se olvide de la inversión. Muchas gracias.
17. ¿Qué es el perfil vertical de temperaturas en una capa de la atmósfera? ¿Cómo se relaciona el perfil
vertical de temperaturas y la estabilidad atmosférica? Por favor explique su respuesta ayudándose con es-
quemas, muchas gracias.
18. ¿Cómo varía el perfil vertical de temperaturas en la atmósfera sobre una zona llana a lo largo de las 24
horas de un día soleado? Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
19. ¿Cómo influye el perfil vertical de temperaturas en la atmósfera sobre la forma del penacho de gases
de escape que salen de una chimenea. Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, gracias.
20. ¿Qué se entiende por fumigación? ¿Cómo se produce y qué consecuencias tiene? Por favor explique su
respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
21. ¿Cómo influye la topografía de una zona sobre el estado de contaminación del aire en la misma? Por
favor explíquelo y dé ejemplos, muchas gracias.
22. ¿Cómo influye un edificio sobre el viento a su alrededor? Por favor explique su respuesta ayudándose
con esquemas, muchas gracias.
23. ¿Cómo influye un edificio sobre el penacho generado en una chimenea cercana? Por favor explique su
respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
24. ¿Cómo influye un gran cuerpo de agua sobre la circulación del aire en la zona costera? ¿Qué son el
terral y la virazón? Por favor explique su respuesta ayudándose con esquemas, muchas gracias.
25. ¿Cómo influye una ciudad sobre el clima en ella y su entorno? ¿Cuáles son las causas de tal influen-
cia? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
Modelos de simulación de dispersión de gases en la atmósfera
26. ¿Qué es un modelo de dispersión de contaminantes en la atmósfera? ¿Para qué se pueden emplear?
¿Qué deben permitir estimar según su empleo? Por favor explique su respuesta. Muchas gracias.
27. En el estudio de la dispersión y transformación de los contaminantes en la atmósfera se emplean mo-
delos numéricos. ¿Qué son? ¿Para qué se usan preferentemente? Por favor explique su respuesta. Gracias.
28. ¿Qué es un modelo de dispersión de contaminantes en la atmósfera? Por favor detalle los modelos
gaussianos. ¿Por qué tienen ese nombre? ¿Cuáles son las principales suposiciones básicas de este tipo de
modelos? No olvide los esquemas necesarios. Muchas gracias.
29. ¿Qué se pretende estimar mediante el empleo de un modelo gaussiano de dispersión de contaminantes?
30. Por favor dibuje el esquema general que muestra un modelo gaussiano de dispersión de contaminan-
tes. Aclare cada una de sus partes. Muchas gracias
31. ¿Cómo supone un modelo gaussiano que se distribuyen las concentraciones del contaminante en el
penacho?
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 17.

32. ¿Qué información básica necesita para calcular los desvíos estandard de la distribución de las concen-
traciones en el penacho de la chimenea, tal como se aplican en un modelo gaussiano?
33. ¿Qué son los modelos de bocanada? ¿Cuál suele ser su ámbito de uso? Por favor explíquelos, no se
olvide de hacer los esquemas necesarios. Muchas gracias.
34. ¿Qué es la altura efectiva de una chimenea? Por favor explíquelo, no olvide de hacer los esquemas ne-
cesarios. Muchas gracias.
Tratamiento y medición de gases de escape
35. Por favor indique cuáles son las partes principales de un sistema de ventilación localizada, p ej. fuente,
y explique muy brevemente qué es y para qué sirve cada una de ellas. En el caso de las campanas ¿cuáles
son las principales condiciones que deben reunir? Y en el de los conductos ¿cómo elegiría las velocidades del
fluido en los mismos? Le sugiero ayudarse con esquemas. Muchas gracias.
36. Por favor indique los fundamentos físicos de los métodos para la separación de partículas arrastradas
por una corriente gaseosa. Describa muy brevemente cada uno. No olvide todos los esquemas necesarios.
37. ¿Cómo se puede usar la fuerza de la gravedad para separar contaminantes atmosféricos? ¿Qué tipo de
contaminantes separa? Por favor explique su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se caracte-
riza por usarla en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesarios.
38. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan las cámaras de sedimentación. ¿Qué
son? ¿Cómo explicaría su forma de trabajar? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Por favor no se
olvide de hacer los esquemas necesarios, muchas gracias.
39. ¿Cómo se puede usar la fuerza centrífuga para separar contaminantes atmosféricos? ¿Qué tipo de con-
taminantes separa? Por favor explique su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se caracteri-
za por usarla en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesarios,
40. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan los ciclones. ¿Qué son? ¿Cómo ex-
plicaría su forma de trabajar? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Por favor no se olvide de hacer
los esquemas necesarios, muchas gracias.
41. Para la separación de partículas de una corriente gaseosa se usan las cámaras de sedimentación y los
ciclones. ¿Qué son? ¿Cómo explicaría sus formas de trabajar? ¿Cuáles son sus respectivas ventajas e in-
convenientes? Por favor no se olvide de hacerlos esquemas necesarios, muchas gracias.
42. Explique, por favor, qué entiende por un filtro de mangas. Detalle su respuesta indicando su modo de
trabajar, sistemas de limpieza, materiales filtrantes, criterios de cálculo, ventajas y desventajas del siste-
ma, etc. No se olvide de realizar los dibujos necesarios, muchas gracias.
43. Por favor indique los fundamentos físicos de los métodos para la separación de partículas arrastradas
por una corriente gaseosa. Describa muy brevemente cada uno. Detalle a la separación por atracción
electrostática y su aplicación práctica, detallando su modo de trabajar, el tipo de equipo que se caracteriza
por usarla en forma principal, su clasificación en función de la polaridad de la corona, la diferencia de po-
tencial entre electrodos, dirección del flujo, detallando sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos
los esquemas necesarios, muchas gracias.
44. Por favor explique cómo se puede usar la atracción electrostática para separar partículas arrastradas
por una corriente gaseosa y su aplicación práctica, indicando el tipo de equipo que se caracteriza por usarla
en forma principal, sus ventajas y desventajas, etc. No olvide todos los esquemas necesarios. Gracias.
45. ¿Cómo se pueden separar partículas sólidas de una corriente gaseosa empleando líquidos? Por favor
explique su respuesta, dé detalles sobre su manera de trabajar, equipos usados al respecto, ventajas e in-
convenientes, etc. Por favor haga todos los esquemas necesarios, muchas gracias.
46. Por favor indique los distintos métodos para separar gases y/o vapores contaminantes del aire, para
cada uno de ellos haga el esquema de un aparato que lo emplee de manera principal y cite un ejemplo de
aplicación, indicando el gas o vapor removido. Muchas gracias.
47. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la absorción y cómo lo haría?
Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando sus característi-
cas principales. Muchas gracias.
48. Explique, por favor, qué entiende por una torre con relleno. ¿Para qué se la usa? Detalle su respuesta
indicando ventajas y desventajas frente a otros equipos que persiguen fines similares, las partes principa-
les que la componen, características que deben reunir las mismas, etc. No se olvide de realizar los dibujos
necesarios, gracias.
49. ¿Qué consideraciones básicas se deben hacer para seleccionar un solvente adecuado para usarlo en la
absorción?
50. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la adsorción y cómo lo haría?
18. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando sus característi-
cas principales. Muchas gracias.
51. Cuando los gases contaminantes a retener en un equipo de adsorción salen del mismo con concentra-
ciones que superan los valores esperados ¿qué se puede hacer? Por favor clasifique los equipos según lo
que se hace al respecto y detalle los métodos de regeneración y sus pasos.
52. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la condensación y cómo lo har-
ía? ¿cuáles son las principales limitaciones del método? Por favor haga esquemas de los aparatos que
usaría descríbalos someramente, indicando sus características principales. Muchas gracias.
53. Por favor explique el uso de las reacciones de óxido reducción para el tratamiento de los contaminan-
tes del aire y haga los esquemas que corresponde. Le sugiero ayudarse con esquemas. Muchas gracias.
54. ¿Qué tipos de contaminantes del aire trataría mediante el fenómeno de la incineración o combustión y
cómo lo haría? Por favor haga esquemas de los aparatos que usaría descríbalos someramente, indicando
sus características principales. Muchas gracias.
55. ¿Cuáles son las variables principales que gobiernan la eficiencia de un sistema de incineración de ga-
ses de escape?¿Cómo se maneja el calor en los sistemas de incineración de gases de escape? Por favor
haga todos los esquemas necesarios. Muchas gracias.
56. ¿Qué se entiende por incineración normal y qué por incineración catalítica? ¿Qué diferencia a cada
tipo de incineración? ¿Qué inconvenientes principales se pueden presentar al usar catalizadores?¿Cuáles
son sus ventajas e inconvenientes? Muchas gracias.
57. ¿Cómo se generan óxidos de nitrógeno en un proceso de combustión? ¿Cómo se puede reducir su con-
centración en los gases de escape? Por favor detalle su respuesta detallando cada uno de los grandes
métodos al respecto, reactivos, temperaturas de trabajo, ventajas e inconvenientes.
58. Para medir la calidad del aire en una zona determinada ¿cómo planificaría de la medición, qué equipo
de muestreo usaría, etc.? Por favor detalle su respuesta. No se olvide de ayudarse con esquemas, gracias.
59. ¿Cómo se miden las emisiones desde un conducto o chimenea? Por favor detalle su respuesta: planifica-
ción de la medición, tren de muestreo, muestreo isocinético, etc. No se olvide de ayudarse con esquemas.
60. ¿Qué se entiende por muestreo isocinético de gases de escape? ¿Para sacar muestras de qué tipo de
contaminantes se emplea? Por favor detalle: causas de su uso, cómo se lleva a cabo, tren de muestreo a
usar, sus partes y objetivos, ubicación del plano y los puntos de extracción de muestra, etc. Por favor haga
todos los esquemas necesarios. Muchas gracias.
61. Por favor explique los cuatro atributos que se pueden asignar a un olor, a saber: detectabilidad, inten-
sidad del olor, carácter o calidad del olor, tono hedónico, y agregue algún ejemplo para cada uno. gracias.
62. ¿Cómo se miden los olores? Por favor detalle su respuesta, muchas gracias.
63. ¿En qué unidades se expresan los resultados de una medición de olores?
64. ¿Cómo trataría a los gases con olor? Por favor describa los distintos métodos, no se olvide de los es-
quemas necesarios. Muchas gracias.
65. ¿Qué son y para qué sirven los tratamientos biológicos de los contaminantes del aire? No se olvide de
indicar las características principales de cada tipo de los mismos y hacer los esquemas que corresponda.
Muchas gracias.
Problemas
P1) Dado el siguiente esquema:

Por favor indique si dicha atmósfera es estable, inestable o neutra.

Si le encargan medir la influencia de las emisiones desde la chimenea mostrada sobre la calidad del aire
en su entorno: ¿sacaría las muestras cerca o lejos de la base de la misma? ¿por qué?
P2) Dado el siguiente esquema:
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 19.

Por favor indique si dicha atmósfera es estable, inestable o neutra.

Si le encargan medir la influencia de las emisiones desde la chimenea mostrada sobre la calidad del aire
en su entorno: ¿sacaría las muestras cerca o lejos de la base de la misma? ¿por qué?
P3) Por favor indique, para cada uno de los posibles usos de un modelo de dispersión de gases en la
atmósfera nombrado en la lista I, cuál sería la información que debería suministrar el modelo, de acuerdo
con la lista II.
Lista I, posibles usos de los modelos: 1) estimar si una fuente cumple con de las reglamentaciones vi-
gentes; 2) ubicar puntos de muestreo en torno de fuentes; 3) evaluación de exposiciones agudas; 4) eva-
luación de exposiciones crónicas
Lista II, información que debería suministrar el modelo: a) las concentraciones de determinado contami-
nante en un determinado lugar del espacio, promediadas durante períodos largos; b) las concentraciones
de determinado contaminante en un lugar dado del espacio, estimadas para períodos breves; c) las ubica-
ciones donde las concentraciones esperadas superan determinados valores mínimos, d) las concentracio-
nes máximas de todas las posibles para todas las condiciones meteorológicas y distancias a la fuente .
P4) Dada la información que puede suministrar un modelo de dispersión de gases en la atmósfera deter-
minado, conforme con la lista I; indique, por favor, cuál podría ser el uso posible de ese modelo, confor-
me con la lista II.
Lista I, información que puede suministrar un modelo: 1.) las concentraciones de determinado contami-
nante en un lugar dado del espacio, promediadas durante períodos largos; 2.) las concentraciones de de-
terminado contaminante en un dado lugar del espacio, estimadas para períodos breves; 3.) las ubicaciones
donde las concentraciones esperadas superan determinados valores mínimos; 4.) las concentraciones
máximas de todas las posibles para todas las condiciones meteorológicas y distancias a la fuente.
Lista II, posibles usos de los modelos: a) estimar si una fuente cumple con de las reglamentaciones vi-
gentes; b) ubicar puntos de muestreo en torno de fuentes; c) evaluación de exposiciones agudas; d) eva-
luación de exposiciones agudas.
P5) A partir de los siguientes gráficos, ¿cómo influye la estabilidad atmosférica en la dispersión de un
contaminante gaseoso emitido desde una chimenea? Por favor explique brevemente, muchas gracias.

P6) ¿La altura efectiva de una chimenea aumenta o se reduce al: a) aumentar la diferencia de tem-
peraturas del gas de escape de una chimenea y de la atmósfera en la que es descargado; b) al disminuir la
velocidad de salida de los gases de escape de la chimenea?
P7) Para eliminar partículas de tamaño menor que 1 m , p. ej. para suministrar aire a una "sala limpia"
¿usaría un ciclón o un filtro? en el último caso ¿de qué clase sería? Por favor indique las razones de su
respuesta, muchas gracias.
P8) ¿Cuál sería la superficie de tela que necesitaría un filtro de mangas que trabaje con una carga superfi-
cial de 100 m3/m2.hora y trate 12.000 m3/hora de gases de escape? Si las mangas tienen un perímetro útil
de 0,5 m y un largo útil de 4 m ¿cuántas se deberán emplear? Por favor haga un esquema muy sencillo del apa-
rato, muchas gracias.
20. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

P9) Por favor qué equipo emplearía para tratar los gases de escape de un molino de minerales y funda-
mente su decisión. Haga un esquema de la instalación, muchas gracias.
P10) Un conocido suyo desea saber su parecer sobre una oferta por un equipo para el tratamiento de gases
de escape. ¿Qué le contestaría en base a la siguiente información? Por favor justifique su respuesta, mu-
chas gracias.
Características admisibles en los efluentes: Gases a tratar: gases de escape de un horno de lecho
[SOx] 200 mg/m3 fluido conteniendo:
[NOx] 500 mg/ m3 [SOx] 1.500 mg/ m3
[CO] 420 mg/ m3 [NOx] 1.000 mg/ m3
Polvo 50 mg/ m3 [CO] 420 mg/ m3
Polvo 1.100 mg/ m3 con la siguiente granulometría:
< 1 m 40%
1 m < < 10 m 30%
10 m < < 50 m 20%
50 m < 10%
siendo su caudal de 3.000 m3/h y su temperatura de 450ºC.
Equipo de tratamiento ofrecido de acuerdo con la figura 1: ciclón común, en chapa de hierro galvaniza-
do, con una eficiencia de remoción esperada según la curva de la figura.
Pérdida de carga en el ciclón : menos de 10 mm de columna de agua.
Descarga de polvo: directamente a bolsa de polietileno.

Figura 2

P11) Le ha llegado un prospecto comercial referido a un precipitador electrostático que dice más o menos así:
. ¡¡¡El precipitador CHIRIPITIFLÁUTICO es buenísimo!!!
a. Es muy seguro de operar y mantener pues, pese a ser del tipo convencional, trabaja con una tensión máxima
de 220 V.
b. Elimina cualquier tipo de contaminante del aire con una eficiencia de más del 98%.
c. Consume menos energía eléctrica por unidad de volumen de gas tratado que el filtro de mangas o el
ciclón.
d. De su operación no resultan efluentes líquidos ni sólidos que se deban tratar o disponer.
¿Qué opinión le merece lo informado? Por favor indique si cada una de las proposiciones es falsa o ver-
dadera y por qué y qué opina del prospecto en su conjunto. Muchas gracias.
P12) Para tratar los gases de escape de una caldera en una casa de departamentos se optó por un precipi-
tador electrostático. ¿Qué opinión le merece la opción realizada? Por favor justifique su parecer analizan-
do: rendimiento, costos de instalación y de operación, mantenimiento y riesgos. Haga los comentarios
pertinentes. Gracias.
P13) Por favor indique el tipo de contaminante, en función de su estado de agregación, separa cada uno
de los siguientes equipos, muchas gracias.
a) Filtro de mangas f) Rotor adsorbedor con carbón activado
b) Torre de absorción con relleno g) Biofiltro
c) Oxidación catalítica h) Cámara de sedimentación
d) Precipitador electrostático i) Lavador Venturi
e) Ciclón j) Biolavador
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 21.

P14) Por favor asigne a cada uno de los contaminantes del aire dado en la lista I el principal medio para
medirlo, según la lista II, y el o los principales sistemas de tratamiento para la depuración del gas de esca-
pe que los contenga, de acuerdo con la lista III. Por favor, haga los comentarios que corresponda. Gracias.
Lista I (contaminantes): Lista II (medición): Lista III (tratamientos):
a) Partículas de sílice 1) Retención sobre papel de fil- I) Torres lavadoras
b) Bióxido de azufre tro y gravimetría II)Ciclón y filtro de mangas
c) Vapores de solventes orgá- 2)Retención sobre carbón acti- III) Torres de adsorción con
nicos vado y cromatografía de gases carbón activado
d) Partículas arcillosas 3)Retención por absorción IV) Precipitador electrostático.
e) Partículas de carbón (burbujeo en frascos lavadores)
f) Óxidos de nitrógeno. y técnicas de análisis químico.
P15) Si una instalación para la depuración de gases de escape debe trabajar con un gas tóxico ¿a qué pre-
sión la haría trabajar: mayor, menor o igual que la atmosférica? ¿Por qué?
P16) Suponga que trabaja en una fábrica que arroja como contaminantes del aire: partículas, cloruro de
hidrógeno (ClH) y vapores orgánicos, a unos 50ºC. Han contratado un servicio para la evaluación de
efluentes por la chimenea y el contratista armó el tren de muestreo como lo ilustra la figura 3; además se-
leccionó una bomba aspirante con caudal regulable entre 1 ý 100 litros por minuto y una sonda con diámetro
D del orificio de entrada D=0,020 m. El caudal de gases en la chimenea es de 54.000 m3/h. La sección de la
. D2
chimenea es de 1 m2. Recuerde que la superficie del círculo vale S
4
¿Qué opinión le merece lo hecho por el contratista? Por favor detalle su razonamiento. Muchas gracias.

Figura 3
P17) : Dada una chimenea de 2m de diámetro interior y 70m de altura, los gases de escape ingresan a 5m
sobre el nivel del piso. Por favor indique cuál es el intervalo de alturas en el que se puede colocar el plano
de muestreo, el número de putos de muestreo y su distribución en la sección de la chimenea. Haga los co-
rrespondientes esquemas, muchas gracias.
P18) A un par de cuadras del centro comercial y en plena zona residencial de una ciudad de campaña se
ha instalado una fábrica que, con medios primitivos, elabora gelatina y colas que extrae de huesos, por
ebullición en calderos abiertos; luego de dejar secar los restos de hueso, al aire, bajo un tinglado, los mue-
le bien fino, mediante un molino a martillos.
Por favor indique cuáles serían los principales contaminantes que la fábrica podría arrojar a la atmósfera y
qué equipos utilizaría para tratarlos.
Para tener una primera idea de la calidad del aire de la zona ¿cuál de los siguientes métodos utilizaría?
a- una norma de calidad del aire, b- un sistema automático de monitoreo continuo, c- una encuesta de
opinión, d- una norma de emisiones, e- un inventario de emisiones.
Por favor: 1) explique muy brevemente las causas que lo llevaron a aceptar o rechazar cada opción y
2) incluya esquemas de los equipos de tratamiento que proponga. Muchas gracias.
P19) En una zona despoblada se radicó, hace muchos años, una fábrica de ácido sulfúrico. La antigua
tecnología empleada y la carencia de equipos de tratamiento hacen que las cantidades de bióxido de azu-
fre arrojadas a la atmósfera sean muy importantes.
Con el tiempo ha crecido una ciudad en torno a la industria y todos sus habitantes viven vinculados a la
fábrica, en forma directa o indirecta.
Para tener una primera idea aproximada de la situación de la calidad del aire en la zona ¿cuál de los si-
guientes métodos utilizaría? a- una norma de calidad del aire, b- un sistema automático de monitoreo con-
tinuo, c- una encuesta de opinión, d- una norma de emisiones, e- un inventario de emisiones.
Por favor, explique muy brevemente las causas que lo llevaron a aceptar o rechazar cada opción.
¿Qué soluciones propondría para solucionar el problema de contaminación del aire en la zona? Por favor
explique brevemente cada alternativa propuesta, muchas gracias.
P20) En una población de unos 20.000 habitantes hay instalada una industria cementera, que produce mu-
cho polvo, una industria química, que arroja gases corrosivos e irritantes, y un horno para fundición de
metales, que vierte abundantes humos. Cuyo plano esquematizamos en la figura 4.
22. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

El Sr. Intendente desea conocer la situación de su población en lo que hace a la contaminación del aire y
sus fuentes, por lo que le solicita a Ud. un plan para tener una idea rápida y otro para conocer a fondo el
problema. ¿Qué le contestaría? Por favor explíquelo brevemente. Muchas gracias.

Figura 4.
P21) Suponga que ha ingresado a trabajar a un molino de minerales y le encargan que se ocupe del pro-
blema de la contaminación del aire. Por favor explique cómo encararía su trabajo, qué pasos o etapas se-
guiría, cuál información buscaría y dónde, etc. Muchas gracias.
Suelos:
1. ¿Qué se entiende por meteorización de una roca? Existe una meteorización física y otra química, a las
que se suma la acción de los seres vivos. Por favor explíquelas y de ejemplos. Muchas gracias.
2. ¿Cómo explica la formación de un suelo? Por favor dé un ejemplo. Muchas gracias.
3. ¿Cómo pueden influir la topografía y el clima de una zona sobre el suelo que se forma en la misma.
Por favor dé ejemplos, muchas gracias.
4. ¿Cómo actúan el agua, el ácido carbónico y el oxígeno como agentes de meteorización de las rocas?
Por favor explíquelo dando ejemplos, muchas gracias.
5. ¿Cómo pueden actuar los seres vivos en los procesos de génesis de un suelo?
6. ¿Por qué son importantes lo seres vivos que habitan en el suelo? Agregue las principales reacciones
biológicas que tienen lugar en el suelo y cuál es su importancia para nuestro estudio. Muchas gracias.
7. Dos componentes importantes de un suelo son el agua del suelo y la atmósfera del suelo. ¿Qué puede
decir sobre la retención y el movimiento del agua en un suelo? Por favor no se olvide de los conceptos de
capacidad de campo y de punto de marchitez. Muchas gracias.
8. ¿Qué se entiende por infiltración del agua en el suelo? ¿Cómo se relaciona con la permeabilidad del
mismo? Por favor explique su respuesta e indique cómo relaciona estos conceptos con los efectos de la
disposición final de basuras, muchas gracias.
9. Por favor explique el papel de la adsorción en el suelo. No se olvide de diferenciar y explicar las ideas
de: intercambio iónico, quimiosorción y adsorción física; indicando su importancia para nuestro estudio.
10. ¿Qué se entiende por composición de un suelo? ¿Cuál es la composición aproximada de un suelo fran-
co? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
11. ¿Qué se entiende por estructura de un suelo? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 23.

12. ¿Qué se entiende por textura de un suelo? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
13. ¿Qué es la fertilidad de un suelo? ¿Cuáles son los factores de la fertilidad? ¿Qué es un factor limitan-
te? Por favor dé ejemplos, muchas gracias.
14. ¿Qué son la erosión, el agotamiento y la degradación de un suelo? ¿Cómo se pueden evitar?
Contaminación de suelos:
1. ¿Qué se entiende por aislamiento de un suelo contaminado? ¿Cuáles son las dos maneras principales
de aislar un suelo contaminado, las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas? Por favor explíquelo y
no se olvide de ayudarse con esquemas, muchas gracias.
2. ¿Qué se entiende por saneamiento in situ de un suelo contaminado? Por favor explíquelo, indique una
técnica para hacerlo y no se olvide de ayudarse con esquemas, muchas gracias.
3. ¿Qué se entiende por saneamiento ex situ de un suelo contaminado? Por favor explíquelo, indique una
técnica para hacerlo y no se olvide de ayudarse con esquemas, muchas gracias.
4. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes del saneamiento in situ de un suelo contaminado? Por favor
explíquelas, muchas gracias.
5. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes del saneamiento ex situ de un suelo contaminado? Por favor
explíquelas, muchas gracias.
6. ¿Qué entiende por lavado de suelos para el saneamiento de un suelo contaminado? Por favor explí-
quelo, indique limitaciones, usos, etc. muchas gracias.
7. ¿Qué entiende por tratamiento biológico in situ de suelos para el saneamiento de un suelo contamina-
do? Por favor explíquelo, indique limitaciones, usos, etc. muchas gracias.
8. ¿Qué entiende por tratamiento biológico ex situ de suelos para el saneamiento de un suelo contamina-
do? Por favor explíquelo, indique sus distintos tipos, limitaciones, usos, etc., no se olvide de hacer los
esquemas necesarios. Muchas gracias.
9. ¿Cómo se puede tratar térmicamente un suelo contaminado? Por favor explíquelo, indique limitacio-
nes, cuidados, usos, etc. muchas gracias.
10. ¿Qué técnicas de estudio de suelos contaminados conoce? Por favor explíquelo, indique limitaciones,
usos, etc. Muchas gracias.
Residuos sólidos:
1. ¿Qué entiende por residuo sólido y qué por basura? ¿Cuáles son los orígenes principales de los resi-
duos sólidos? Por favor dé las características principales de los respectivos residuos sólidos. Gracias.
2. ¿Cuáles son los principales efectos ambientales del depósito descontrolado de basuras?
3. ¿De qué maneras se puede evaluar la calidad de un residuo sólido? Por favor no se olvide del ensayo
de lixiviación, su objetivo y su utilidad. Muchas gracias.
4. ¿Qué entiende por ensayo de lixiviado o prueba de lixiviación? Por favor dé una idea clara del ensayo,
su objetivo y su utilidad. Muchas gracias.
5. ¿Qué factores inciden sobre la recolección de residuos sólidos domiciliarios? ¿Qué se determina me-
diante dichos factores? Por favor explique y dé ejemplos de cada caso, muchas gracias.
6. ¿Qué información fundamental se necesita para diseñar el recorrido de los camiones recolectores de
basura urbana? ¿Qué consideraciones básicas s tienen en cuenta el diseñar ese mismo recorrido?
7. ¿Qué es una estación de transferencia y para qué se la emplea? Por favor no se olvide de explicar cuál
es la causa principal de su empleo, muchas gracias.
8. ¿Qué es la recolección separada de residuos sólidos domiciliarios? Por favor explique su respuesta y
no se olvide de indicar las ventajas e inconvenientes de su empleo, muchas gracias.
9. ¿Qué es un rellenamiento sanitario? ¿Cuáles son los objetivos y las características principales del
mismo? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
10. ¿Qué procesos sufre la basura dentro de un rellenamiento sanitario? Por favor explique su respuestas.
11. ¿En función de qué factores elegiría un terreno para hacer en el mismo un rellenamiento sanitario?
12. ¿Qué cuidados hay que tener para la preparación y operación de un rellenamiento sanitario? Por favor
explique su respuesta, muchas gracias.
13. ¿Qué es el mantillo de basura o compost? ¿Cómo se obtiene y para qué sirve? ¿Cuánto tiempo puede
durar el proceso en función de la calidad del compost obtenido? Por favor explique y no se olvide de indi-
car las limitaciones prácticas que presenta este método de tratamiento de residuos sólidos, gracias.
14. Por favor explique qué entiende por incineración de basuras como método de tratamiento municipal o
centralizado de residuos sólidos urbanos. ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? Gracias.
15. ¿Qué es un residuo especial o peligroso? Por favor explique su respuesta, muchas gracias.
16. Por favor explique tres métodos para el tratamiento de residuos peligrosos, muchas gracias.
24. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

17. ¿Cuáles son las principales formas de disposición final de residuos peligrosos? Por favor explique su
respuesta, indicando ventajas e inconvenientes de cada una, muchas gracias.
Problemas
P1) En forma general, para resolver un problema de manejo de residuos sólidos industriales ¿qué conside-
raciones básicas deberían hacerse? Por favor explíquelas, muchas gracias.
P2) ¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Papeles y cartones 95 %; piolines y paja 3 %; humedad 2 %C
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P3) ¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Madera 98 %; limaduras de plata 1,5 %; limaduras de oro 0,5 %
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P4)¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Materia orgánica 80%; residuo mineral (1) 10%; humedad 10%.
(1) 50% del residuo mineral está constituido por sales de cromo trivalente.
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P5) ¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Materia orgánica (restos de comida) 60%; residuo mineral 10%; humedad 30%; tóxicos 0%.
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P6) ¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Aserrín y virutas de madera 95%; residuo mineral 5%
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P7) Un taller metalúrgico dispone de tres máquinas herramienta, una sección de embalado y despacho de
los productos y un comedor para el personal.
Las características y% en peso de los respectivos residuos sólidos son:
Máquinas A ý B: virutas de metales ferrosos 95%; aceite de maquinado 5%.
Máquina C: virutas de broce 98%; aceite de maquinado 2%.
Sección embalado y despacho: aserrín y virutas de madera 80%; papeles, cartones y piolines 18%;
clavos y flejes metálicos 2%.
Comedor: materia orgánica putrescible (restos de comida) 65%; papeles, humedad, etc. 35%.
Por favor explique cómo manejaría los residuos sólidos, qué haría con ellos, etc., muchas gracias.
P8) Una fábrica consta de cuatro secciones y un comedor para el personal.
Los respectivos residuos sólidos tienen la siguiente composición, en peso:
sección A: virutas de madera 90 % aserrín 10 %;
sección B: virutas de hierro y sus aleaciones 90 %, aceite de corte 10 %;
sección C: virutas de bronce 95 %, aceite de corte 5 %;
sección D: restos de alquitrán y coque, con arena 100 %, la mezcla tiene un poder calorífico de
6.000 Kcal / kg;
comedor: restos de comida 70 %, humedad 10 %, papeles, polietileno, latas, etc. 20%.
Por favor explique cómo manejaría los residuos sólidos, qué haría con ellos, etc., muchas gracias.
P9) ¿Cómo trataría un residuo sólido de las siguientes características?
Restos de petróleo 70%; materia orgánica (otros orígenes) 10%;
residuo mineral, (casi todo arena) 15%; humedad 5%.
Los % son en peso. Por favor indique las razones que lo llevaron a su decisión, muchas gracias.
P10) En una población de campo de unos 10.000 habitantes y que cuenta con un hospital, hay instalada
una industria química que arroja como residuos sólidos, entre otros, compuestos muy ácidos con cromo y
compuestos con mercurio.
Hasta ahora todos los residuos sólidos se arrojan en un basural a cielo abierto, junto a la calle de acceso al
pueblo. El Señor Intendente municipal resuelve corregir el problema y le solicita a Ud. su parecer respec-
to a cómo manejar los residuos del pueblo en cuestión. ¿Qué le aconsejaría y por qué? Por favor indique
las razones que lo llevaron a su respuesta, muchas gracias.
Presas:
1. ¿Qué relaciones mutuas existen entre una presa y los suelos y rocas de la zona de influencia de la
misma? Por favor explíquelas, muchas gracias.
2. ¿Cómo influye la construcción de una presa sobre el régimen hidrológico superficial y subterráneo de
la zona? Por favor explíquese, muchas gracias.
3. ¿Cómo redunda la construcción de una presa en beneficios para la navegación? ¿Qué medidas se debe
tomar al respecto? Muchas gracias por su respuesta.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 25.

4. ¿Qué relaciones mutuas existe entre una presa y la sedimentación de los sólidos contenidos en el agua
del río represado? Por favor no se olvide de la influencia de la cuenca y de la zona que rodea al lago, las
consecuencias sobre el río y aguas abajo, etc. Muchas gracias.
5. ¿Cómo puede influir la construcción de una presa sobre las características físicas y químicas del agua,
tanto en el lago formado como aguas abajo? Por favor explíquese, muchas gracias.
6. ¿Cómo pude incidir la construcción de una presa sobre los objetos creados por el hombre(caminos,
obras de arte, monumentos, etc.) y sobre el clima de la región? Por favor explíquese, muchas gracias.
7. ¿Qué entiende por eutrofización o eutrofización y por evapotranspiración? ¿Qué relación existe entre
estos fenómenos y una presa? Muchas gracias por su respuesta.
8. ¿Qué interrelaciones se pueden producir entre la construcción de una presa y los seres vivos acuáticos
(peces, algas, organismos bentónicos, plantas superiores, etc.)? Muchas gracias por su respuesta.
9. ¿Qué interrelaciones se pueden producir entre la construcción de una presa y los seres vivos terrestres
(árboles, mamíferos, aves, etc.) de la zona? Antes, durante y después de la construcción de la misma.
10. ¿Qué influencias mutuas se pueden producir entre la construcción de una presa y la vegetación de la
zona? Vegetación existente antes, durante y después de la construcción de la obra.
11. Por favor desarrolle el tema: las presas y el hombre; aspectos sanitarios, económicos, sociales, psi-
cológicos, etc. No se olvide de considerarlos antes, durante y después de la construcción de la obra, gracias.
12. ¿Qué relaciones pueden existir entre la construcción de una presa y las enfermedades humanas?
Problemas
P1) Por favor analice las posibles consecuencias de la construcción de un sistema de presas entre los pun-
tos A -A ý B - B indicados en el plano adjunto, cuyas referencias son: 1 ý 2 poblaciones 3 ý 4 caminos
asfaltados 5 ferrocarril. Las zonas vecinas a las poblaciones 1 ý 2 están cultivadas, los bosques cubren
todo el resto del territorio. Las cotas están en metros.

P2) Por favor analice las posibles consecuencias de la construcción de una presa en B, sobre la zona agrí-
cola marcada A y sobre la calidad y la cantidad del agua embalsada. ¿Qué soluciones daría? Gracias.

P3) Se proyecta la construcción de una presa entre los puntos B B marcados en el plano siguiente. Por fa-
vor indique las posibles consecuencias de la misma sobre la zona agrícola marcada A y sobre la calidad y
la cantidad del agua embalsada. ¿Qué soluciones daría? ¿Qué consecuencias puede traer la existencia de
la falla? Muchas gracias.
26. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

P3) Por favor analice las posibles consecuencias de la construcción de una presa entre los puntos A - A
indicados en el plano adjunto. Las características del río y de la zona son las siguientes: concentración de
sólidos en suspensión, muy ricos en nutrientes, 55 kg/m3 á 500 km de la desembocadura ý 25 kg/m3 en la
desembocadura; crecidas periódicas hasta aprox. 20 m sobre el nivel del mar.

P5) En un río como aquél cuyo perfil se ve en la figura se piensa construir dos presas, una en A y otra en
B , para navegación y aprovechamiento hidroeléctrico. La profundidad natural del río es de 7,5 m o más
en todo su recorrido hasta la ciudad cuya ubicación marcamos con I, salvo en los rápidos, R1 ý R2, en los
que no supera los 2 m. Se desea hacer navegable todo el río hasta la ciudad I , con una profundidad míni-
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 27.

ma de 7,5m. Sabiendo que la influencia de las presas se extiende respectivamente hasta A' ý B' ¿qué opi-
nión le merce su ubicación? ¿Qué medidas adoptaría en las presas, o en la zona, para asegurar la navega-
ción?

P6) Analice las posibles consecuencias que traería la construcción de una presa para las comunidades
acuáticas que habitan un río de llanura, indicando lo que podría pasar aguas arriba, en el propio lago y
aguas abajo de la presa. Por favor hágalo a partir de los siguientes datos: a) concentración de sólidos en
suspensión en el agua 30 kg/m3, lo que le confiere gran turbiedad al agua; b) el río corre sobre un manto
de unos 50 cm de espesor, de fangos limosos, asentado sobre canto rodado y arena gruesa; c) los peces
realizan grandes migraciones longitudinales con fines tróficos y reproductivos, además están adaptados a
aguas turbias; d) los organismos bentónicos están adaptados a fangos limosos; e) la concentración de
sólidos en suspensión luego de 20 días de sedimentación es de 0,08 kg/m3, con turbiedad muy reducida
en el agua sobrenadante; f) permanencia del agua en la presa, mayor de 30 días. Muchas gracias.
P7) Por favor analice las posibles consecuencias de la construcción de una presa entre los puntos A - A
indicados en el plano adjunto. Las características de la zona son: a) laderas cubiertas de bosques, b) del-
gada cubierta de humus sobre un horizonte C de unos 50 cm de espesor.

Biocidas
1. ¿Qué es un biocida? Fundamentalmente ¿qué agentes pueden serlo? Por favor, en cada caso dé ejemplos.
2. ¿Cómo puede ingresar un biocida al cuerpo de un animal, en particular el hombre?
3. ¿Cómo se pueden clasificar los biocidas en función de su composición química ya su origen? Por fa-
vor, en cada caso dé ejemplos, muchas gracias.
4. ¿Cómo se pueden clasificar los biocidas en función de su uso? ¿Qué nombres genéricos reciben en ca-
da caso? En cuanto a la acción de un biocida puede ser local o sistémica. Por favor indique qué significan
dichos términos y dé ejemplos para cada caso; muchas gracias.
5. ¿Qué es la biomagnificación o bioacumulación de un biocida? ¿De qué depende, fundamentalmente,
la posibilidad de que tenga lugar este proceso? Por favor dé ejemplos, muchas gracias.
6. ¿Qué entiende por toxicidad? ¿Qué diferencia hay entre toxicidad aguda y toxicidad crónica? Por fa-
vor, en cada caso dé ejemplos, muchas gracias.
7. ¿Qué puede decir sobe los efectos de un biocida en cuanto a quién los produce y cuándo?
8. ¿Qué significan: depósito, residuo y vida residual media de un biocida? ¿Qué relación debe haber en-
tre estas características para que el biocida sea óptimo? Muchas gracias por su respuesta.
9. ¿Cuáles son las principales vías por las cuales puede llegar un biocida al medio acuático?
10. ¿Qué debe hacerse con un recipiente que contuvo un biocida? Muchas gracias por su respuesta.
28. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

11. En caso de intoxicación con un biocida, ¿qué debería hacerse inmediatamente y qué no debe hacerse?
Flora y ruido urbano
1) Por favor nombre y explique dos efectos importantes de los bosques sobre el medio ambiente
2) ¿Cómo puede explicar la acción reguladora de los bosques sobre las cuencas hídricas?
3) La acción de los bosques sobre los suelos es muy importante. Por favor explíquelo, muchas gracias.
4) Los bosques y los animales están muy interrelacionados. Por favor explíquelo brevemente. Gracias.
5) ¿Qué se entiende por sucesión vegetal y por regresión? Por favor explíquelo, muchas gracias.
6) ¿Cuáles serían los principales efectos del ruido urbano sobre el hombre? ¿Cómo se pueden explicar?
1. ¿Cómo se puede luchar contra el ruido urbano?
Enfermedades humanas y su relación con el medio ambiente
1) Siendo las enfermedades hídricas aquellas que se contraen por el agua de bebida. Por favor de dos
ejemplos, explíquelos muy brevemente e indique qué medidas se pueden tomar para evitarlas.
2) ¿Qué es un agente y que un vector de una enfermedad? Por favor explíquelo y dé dos ejemplos de cada uno.
3) ¿Cómo influye el medio ambiente para que una enfermedad prospere? Como Ingenieros ¿cómo pode-
mos evitar la prosperidad de las enfermedades actuando sobre el medio ambiente? Por favor explíquelo y
dé ejemplos, muchas gracias.
4) Siendo las enfermedades transmitidas por animales aquellas que se contraen por el contacto con ellos,
sus picaduras, etc. Por favor de dos ejemplos, explíquelos muy brevemente e indique qué medidas se pue-
den tomar para evitarlas. Muchas gracias por su respuesta.
Problemas integradores
PI 1) Suponga que Ud. ha ingresado a trabajar en un pequeño matadero de cerdos con frigorífico y fábri-
ca de chacinados. Le encargan que haga un estudio integral de la relación del establecimiento con el me-
dio ambiente y el cumplimiento de las normas legales correspondientes. Por favor explique: 1. cómo en-
cararía su trabajo, 2. qué pasos seguiría y por qué, 3. qué información buscaría y dónde. Muchas gracias.
PI 2) Suponga que Ud. ha ingresado a trabajar en un lavadero autoservicio en plena Capital Federal.
Le encargan que haga un estudio integral de la relación del establecimiento con el medio ambiente y el
cumplimiento de las normas legales correspondientes. Por favor explique: 1. cómo encararía su trabajo, 2.
qué pasos seguiría y por qué, 3. qué información buscaría y dónde. Muchas gracias.
PI 3) Suponga que Ud. ha ingresado a trabajar en un gran restaurant y parrilla en plena Capital Federal.
Le encargan que haga un estudio integral de la relación del establecimiento con el medio ambiente y el
cumplimiento de las normas legales correspondientes. Por favor explique: 1. cómo encararía su trabajo, 2.
qué pasos seguiría y por qué, 3. qué información buscaría y dónde. Muchas gracias.
PI 4) Suponga que Ud. acaba de ingresar a trabajar en un gran hotel, con 400 habitaciones, comedor, etc.
ubicado en las márgenes de un lago cordillerano de nuestra Patagonia. El hotel cuenta con servicios pro-
pios tales como cocina, panadería, usina termoeléctrica, calefacción central, etc. Le encargan que haga: a)
un estudio integral de la relación entre el establecimiento y el medio ambiente, incluyendo el cumplimien-
to de las respectivas normas legales, b) un estudio de las condiciones reinantes en los ambientes de traba-
jo. Por favor explique: ¿cómo encararía el problema? ¿Qué pasos seguiría y por qué? ¿Qué información
necesitaría y dónde la buscaría? Muchas gracias por su respuesta.
PI 5) Suponga que Ud. acaba de ingresar a trabajar en un gran supermercado. El establecimiento cuenta
con servicios propios tales como cocina, panadería, usina termoeléctrica, calefacción central, etc. Le en-
cargan que haga: a) un estudio integral de la relación entre el establecimiento y el medio ambiente, inclu-
yendo el cumplimiento de las respectivas normas legales, b) un estudio de las condiciones reinantes en los
ambientes de trabajo. Por favor explique: ¿cómo encararía el problema? ¿Qué pasos seguiría y por qué?
¿Qué información necesitaría y dónde la buscaría? Muchas gracias por su respuesta.
PI 6) Suponga que Ud. acaba de ingresar a trabajar a una empresa de provisión de energía eléctrica y lo
han destinado a una planta de generación termoeléctrica ubicada en una ciudad del interior de nuestro
País. Le encargan que haga un estudio integral de la relación entre la usina y el medio ambiente, inclu-
yendo el cumplimiento de las respectivas normas legales. Por favor explique: ¿cómo encararía el proble-
ma? ¿Qué pasos seguiría y por qué? ¿Qué información necesitaría y dónde la buscaría? Gracias.
PI 7)) En el mapa siguiente se han sombreado una zona costera y un sector del río en los que han apareci-
do miles de peces muertos. Le han encargado a Usted que indique las medidas a tomar para evitar que tal
suceso se repita.Por favor explique cómo encararía su trabajo, qué pasos seguiría y justifíquelos, gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 29.

Referencias:
1 Río principal.
2 Afluente I.
3 Afluente II.
4 Afluente III.
5 Afluente IV.
6 Carretera principal.
7 Camino secundario.
8 Ferrocarril.
9 Ciudad, con puerto y de-
pósito de combustibles.
10 Ciudad con puerto.
11 Ciudad.
12 Ciudad.
13 Ciudad.
14 Población pequeña.
15 Puerto deportivo con po-
blación anexa.
16 Papelera.
17 Matadero con frigorífico.
18 Elaboradora de productos
lácteos.
19 á 24. Establecimientos
agropecuarios

PI 8) Piensan instalar en la península, marcada con I en el mapa siguiente, una industria para procesar la
madera de árboles locales, curtir e industrializar pieles de animales salvajes, etc. Proyectan ocupar per-
manentemente a 200 personas. Según su parecer: ¿que influencias tendría dicha radicación industrial so-
bre: a) los recursos naturales de la zona, b) sobre la población local? ¿Cómo podría influir el medio am-
biente sobre lo proyectado? ¿Qué información adicional importante les pediría a los encargados del pro-
yecto y para qué la usaría? ¿Cómo controlaría los posibles efectos adversos del proyecto sobre el medio
ambiente? Datos de la zona: clima tropical húmedo; vegetación costera: tipo manglar, la de tierra aden-
tro: selva virgen; población: en su mayoría indígenas que viven de la caza y de la pesca, son nómades y
su densidad no supera los 0,1 hab/km2.

PI 9) En la zona I, marcada en el plano siguiente, se proyecta la instalación de una fábrica de celulosa y

papel. Como materia prima piensan usar la madera de los bosques vecinos. Contarán con una usina ter-
30. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

moeléctrica propia, cuyo combustible transportarán por vía fluvial. Unos 2 Km aguas abajo se toma agua
del río para riego. Según su parecer:
1) ¿qué influencias tendrán la construcción de la papelera y su operación sobre el medio ambiente?
2) ¿cómo podría hacer estimaciones cuantitativas, en la etapa de proyecto, de los efectos?
3) ¿qué normas le impondría para preservación de los recursos naturales? ¿Cómo podrían atenuarse los
efectos adversos? Muchas gracias.

PI 10) Hace unos 5 años desde que se ha instalado la fábrica, marcada con F , en la zona agrícola cuyo
mapa se ilustra. Durante los últimos tiempos se han registrado dos mortandades masivas de peces en la
laguna sombreada en el mapa. Le han solicitado a Ud. que indique las medidas a tomar para que no se re-
pitan las mencionadas mortandades. Por favor indique cómo encararía su trabajo, qué pasos seguiría y
por qué, qué información buscaría, dónde y para qué. Muchas gracias.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 31.

PI 11)Por favor, suponga que Ud. trabaja en la fábrica marcada 1 en el plano siguiente. Es un gran taller
metalúrgico, con unas 300 personas ocupadas.
El servicio médico ha detectado entre el personal, en la última semana:
82 casos de diarreas, con fiebre; 16 de ellos con diagnóstico reservado,
23 casos de irritación ocular y de garganta,
6 casos de agravamiento agudo de enfermedades respiratorias.
Le solicitan su parecer sobre las posibles causas de estos problemas:
1) ¿cómo encararía el estudio?,
2) ¿qué información adicional buscaría y para qué?,
3)¿Cuáles podrían ser las causas y sus posibles soluciones?
Muchas gracias.

Agradecimientos: a Dios, nuestro Señor, a Nuestra Señora la Virgen María y a mis Padres. Y a mis
alumnos, con la esperanza que esta colección de preguntas y problemas les sea útil y que Dios y nuestra
Señora la Virgencita los iluminen y les dén mucha suerte.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
Bs. As. 21 de Marzo de 2016.
32. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

RESPUESTAS A ALGUNOS PROBLEMAS.

Ecología, ecosistema
P1)
Datos: PPB = 20.000 [Kcal/m2 x año] ý RA = 5.000 [Kcal/m2 x año].
Incógnitas: PPN y PNE. Hacer comentario sobre los resultados.
Resolución:
Recordemos que:
Producción primaria bruta PPB
menos
Respiración de los autótrofos RA
Producción primaria neta PPN
menos
Respiración de los heterótrofos RH
Producción neta del ecosistema PNE
reemplazando :valores:
Producción primaria bruta PPB = 20.000 [Kcal/m2 x año]
menos
Respiración de los autótrofos RA = 5.000 [Kcal/m2 x año]
Producción primaria neta PPN =. 15.000 [Kcal/m2 x año]
menos
Respiración de los heterótrofos RH = desconocido
Producción neta del ecosistema PNE no se puede calcular
P2)
Datos: PN = 2 [g C/m2 x día] ý R = 0,35 x PB.
Incógnitas: R y PB. Verificar los resultados.
Resolución:
Recordemos que si llamamos:
PB = Producción bruta
R = Respiración
PN = Producción neta
resulta:
PB = PN + R
y reemplazando valores:
PB = 2 [gC/m2 x día] + 0,35 x PB
operando PB - 0,35 x PB = (1 -0,35) x PB = 0,65 x PB = 2 [gC/m2 x día]
PB = (2/0,65) [gC/(m2 x día)] = 3,1 [gC/m2 x día]
R = 0,35 x PB = 0,35 x 3,1 [gC/m2 x día] = 1,1 [gC/m2 x día]
Verificación: PB = PN + R = 2 [gC/m2 x día] + 1,1 [gC/m2 x día] = 3,1 [gC/m2 x día]
P3)
Datos: PPB = 11.500 [Kcal/m2 x año] ý RA = 6.500 [Kcal/m2 x año] RH = 5.000 [Kcal/m2 x año].
Incógnitas: PPN y PNE. Hacer comentario sobre los resultados.
Resolución:
Según lo que vimos en el problema 1 y reemplazando :valores:
PPB = 11.500 [Kcal/m2 x año]
menos
RA = 6.500 [Kcal/m2 x año]
PPN = 5.000 [Kcal/m2 x año]
menos
RH = 5.000 [Kcal/m2 x año]
PNE = 0 [Kcal/m2 x año]
Interpretación posible del resultado: toda la energía retenida como producción primaria por los autó-
trofos ha sido consumida por éstos y por los heterótrofos mediante sus respiraciones; nada de la misma ha
quedado acumulada en el ecosistema como energía química de materia orgánica, o sea ni ha crecido la
biomasa ni ha habido acumulación de materia orgánica como detritus, excrementos, etc., ni tampoco ha
salido del ecosistema llevada por el viento, el agua de los ríos, etc. Aparentemente habría un crecimiento
desmedido de los heterótrofos o una reducción de los autótrofos que pudo llevar a un caso muy hipotético
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 33.

como el planteado.
P4)
Datos: PPB = 45.000 [Kcal/m2 x año] ý PPN = 13.000 [Kcal/m2 x año] ý RH = [13.000 Kcal/m2 x año].
Incógnitas: RA y PNC. Hacer comentario sobre los resultados.
Resolución:
Según lo que vimos en el problema 1 y considerando que los conceptos de producción neta de la co-
munidad y producción neta del ecosistema se refieren a una misma realidad resulta, despejando y rempla-
zando valores:
Producción primaria bruta PPB = 45.000 [Kcal/m2 x año]
menos
Producción primaria neta PPN = 13.000 [Kcal/m2 x año]
Respiración de los autótrofos RA = 32.000 [Kcal/m2 x año]
y
Producción primaria neta PPN = 13.000 [Kcal/m2 x año]
menos
Respiración de los heterótrofos RH = 13.000 [Kcal/m2 x año]
Producción neta de la comunidad PNC = 0 [Kcal/m2 x año]
En cuanto a la interpretación posible del resultado, por favor, vea la hecha en el problema 3. Gracias.
P5)
Datos: [O2]inicial = 9,2 [mg/l] ý [O2]final botella clara = 14 [mg/l] ý [O2]final botella obscura = 8 [mg/l].
Incógnitas: PPB, PPN y RA. Verificar los resultados.
Resolución:
Recordemos:
en la botella clara: [O2]final botella clara - [O2]inicial = PPN
en la botella obscura: [O2]inicial - [O2]final botella obscura = RA
pero PPB = PPN + RA [O2]final botella clara - [O2]final botella obscura = PPB
Reemplazando valores:
PPN = 14 [mg/l] - 9,2 [mg/l] = 4,8 [mg/l]
RA = 9,2 [mg/l] - 8 [mg/l] = 1,2 [mg/l]
PPB = 14 [mg/l] - 8 [mg/l] = 6 [mg/l]
Verificación: PPB = PPN + RA = 4,8 [mg/l] + 1,2 [mg/l] = 6 [mg/l]
P6)
Datos: Producción = 0,6 [mgC/m3 x hora] y [Total C presente ] = 18 [mgC/l].
Incógnita: 14 C añadido/ 14 C fijado
Resolución:
Recordemos:
14 total
Cañadido Cpresente
14 total
Cfijado Cfijado
Reemplazando valores:
14
Cañadido 
18 mgC /   
18 mgC /   
1. 000  / m3 
30. 000 horas
14
Cfijado 0,6 mgC / m3 hora   
0,6 mgC / m3 hora 
P7)
Datos: [Total C presente ] = 20 [mg/l] y 14 C añadido / 14 C fijado .= 22 / 1
Incógnita: producción de la muestra. Hacer comentario sobre los resultados.
Resolución:
Podemos plantear:
14 total 14
Cañadido Cpresente total Cfijado
14 total
Cfijado total Cpresente 14
y reemplazando valores:
Cfijado Cfijado Cañadido
total
Cfijado 
20 mg /   1
22

0, 91 mg /  
Lo calculado se refiere a un valor intermedio entre el de la producción primaria bruta y el de la producción
primaria neta.
34. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Energía solar
P1)
Datos: características de la radiación solar incidente: 90 % es difusa
lista de sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar.
Incógnitas: el sistema de aprovechamiento directo de la energía solar más conveniente, a partir de los
mencionados en una lista.
Hacer esquemas de los equipos, nombrando sus partes.
Resolución:
Elegiría al colector plano o a la célula fotovoltaica, pues aprovechan toda la radiación solar incidente,
es decir también la componente difusa. Descartaría al colector cilindro - parabólico, pues sólo aprovecha la
componente directa. En cuanto a los esquemas serían los mostrados en las figuras 1, 3, 5a ý 5b.
P2)
Datos: cantidad de agua a calentar = 100.000 [l/día], temperatura a alcanzar = 350ºC
lista de sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar.
Incógnitas: el sistema de aprovechamiento directo de la energía solar más conveniente, a partir de los
mencionados en una lista.
Hacer esquemas de los equipos, nombrando sus partes.
Resolución:
a) El colector plano no es apto, dado que la temperatura normal alcanzada por el agua en el mismo es
inferior a los 100ºC; incluso si se desea usar un fluido intermedio, los colectores planos no operan con
rendimiento aceptable a temperaturas mayores de los 100 ó 120ºC.
b) Las células fotovoltaicas serían adecuadas, pues podemos convertir la energía eléctrica suministrada
por las mismas en energía térmica, para ello podemos utilizar resistencias, recordemos que este último pa-
so tiene un rendimiento aproximadamente igual a 1. El problema fundamental para usar células foto-
voltaicas radica en su elevado costo, sobre todo si tenemos en cuenta la gran cantidad de energía que ne-
cesitaremos diariamente, según lo requerido por el problema.
c) El colector cilindro - parabólico permite calentar perfectamente un fluido hasta la temperatura re-
querida, habría que analizar detenidamente el problema de los costos y el de la complejidad del sistema.
En cuanto a los esquemas serían los mostrados en las figuras 1, 3, 5a ý 5b.
P3)
Datos: potencia a suministrar = 15 Wat pico, características de la zona en donde se la usará: aislada en
plena cordillera de los Andes, y lista de sistemas de aprovechamiento de la energía.
Incógnitas: el sistema de aprovechamiento directo de la energía solar más conveniente, a partir de los
mencionados en una lista.
Hacer esquemas de los equipos, nombrando sus partes.
Resolución:
a) El sistema formado por un generador eléctrico accionado por un motor Diesel no es apto porque: 1)
requiere suministro de combustible, lubricantes y, eventualmente, repuestos, 2) necesita vigilancia y man-
tenimiento, 3) la existencia de muchas partes móviles aumenta la posibilidad de salidas de servicio que lo
hacen poco confiable.
b) El conjunto del colector plano generando vapor para una turbina con generador eléctrico acoplado
reúne todos los inconvenientes del anterior, a excepción del suministro de combustible, pero se agrega la
posibilidad de congelamiento del fluido circulante y el obscurecimiento de la superficie receptora por una
eventual capa de nieve. Por otra parte la temperatura alcanzada por el fluido calentado en un colector pla-
no es relativamente baja por lo que la eficiencia de la máquina térmica asociada resulta muy pequeña.
c) Por su parte el colector paraboloide de revolución generando vapor para una turbina con generador
eléctrico acoplado, agrega a todo lo dicho en el punto anterior, la necesidad de orientación permanente
hacia el sol, lo que implica más mecanismos, más movimientos y más posibilidades de roturas, atasca-
mientos etc. y, consecuentemente, menos confiabilidad.
d) Los paneles de células fotovoltaicas resultan la solución óptima por la escasa potencia necesaria la
confiabilidad del sistema por ausencia de partes móviles y el escaso mantenimiento necesario, ya que a lo
sumo se requiere el cambio periódico del electrolito de las baterías. El único problema que parece tener
sería la cubierta con nieve, que puede minimizarse con una disposición apropiada de los paneles.
Por lo que la única opción útil sería la de los paneles de células fotovoltaicas.
En cuanto a los esquemas serían los mostrados en las figuras 6, 8 ý 9.
P3') Otra forma de resolver el problema 3, pero limitada a los sistemas de aprovechamiento directo de la ener
gía solar sería:
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 35.

Datos e Incógnitas: los dados para el problema 3.

Resolución:
Debemos tener en cuenta que la potencia requerida es relativamente poca y que el sistema debe trabajar au-
tomáticamente, mediante un mantenimiento mínimo, por lo aislado de su ubicación, con una confiabilidad
máxima en su desempeño, ante la importancia de sus funciones. Además, aunque no se aclara en el enuncia-
do, muy probablemente se requiera un suministro continuo de energía las 24 horas del día y todos los días
de la semana, lo que obliga a su acumulación para la noche, días nublados, etc. En base a esto podemos
analizar las alternativas propuestas:
a. colector plano: es un convertidor de energía radiante en térmica y, como se requiere energía eléctrica,
ésta debe ser obtenida por la conversión de la energía térmica en mecánica y de ésta en eléctrica usando un
equipo motogenerador, al menos como la solución más común. Por lo tanto el sistema será muy complicado,
con partes en movimiento, circulación de fluido térmico, que se puede congelar, etc., por ende requiere
mantenimiento y vigilancia continuos y las interrupciones del servicio son muy posibles. Además, la baja
temperatura del fluido, como explicamos en P3), hace que la eficiencia de la máquina térmica asociada
sea muy reducida. Todo esto hace que no sea aconsejable este sistema para este uso.
b. colector paraboloides de revolución: a lo dicho en el punto anterior se agrega la necesidad de la
orientación continua hacia el sol, lo que complica aún más las cosas al agregar nuevos dispositivos para el
movimiento de los colectores, conexiones flexibles y rótulas para las tuberías que conducen el fluido
térmico, etc. Además se deben agregar consideraciones sobre el clima, como vientos y nubosidad que
agregan incertidumbre a la buena operación del sistema. Por lo tanto este sistema no es conveniente para el
uso propuesto.
c. paneles de células fotovoltaicas: se puede considerar como la mejor solución para este caso, por su gran
confiabilidad, al ser un convertidor directo y estático de la energía radiante en eléctrica, lo que implica la
ausencia departes móviles y de fluido térmico, por lo tanto el mantenimiento es mínimo y, prácticamente,
limitado al que requiera el acumulador eléctrico. Si bien el costo inicial es elevado, no será excesivo por-
que la potencia requerida no es grande.
Las figuras 6, 8 y 9 muestran esquemas de posibles instalaciones.
P4)
Datos: lista de sistemas de aprovechamiento directo de la energía solar.
Incógnitas: temperaturas que se obtienen y ejemplos de aplicación.
Hacer esquemas de los equipos, nombrando sus partes.
Resolución:
Sistema: temperaturas aproximadas: ejemplos de aplicación:
colector plano 60 á 80ºC (1) agua caliente para uso doméstico,
aire caliente para secado
concentradores de foco lineal 100 á 400ºC fluidos calientes para generación termoeléctrica
concentradores de foco puntual 150 á más de1.500ºC fluidos calientes para generación termoeléctrica,
calentamiento de materiales para experimentación
(1) si se usa para calentar agua se procura que la misma no hierva, para evitar daños por cavitación, t < 100ºC
P5)
Datos: lista de tipo de instrumentos de medición y lista de sistemas para el aprovechamiento directo de
la energía solar.
Incógnitas: instrumento más adecuado para obtener información con el fin de instalar cada sistema de
aprovechamiento directo de la energía solar de la lista.
Resolución:
Recordemos:
1. los piroheliómetros miden la intensidad de la componente directa de la radiación solar,
2. los piranómetros miden la intensidad de la radiación solar total,
3. los heliofanógrafos registran el número de horas que brilla el sol en el cielo, es decir la heliofanía.
Además, combinando el uso de piroheliómetros y heliofanógrafos podríamos conocer la intensidad de
la radiación directa y el número de horas diarias durante las que disponemos de la misma.
Por otra parte: I. Los sistemas que concentran la radiación solar sólo aprovechan la componente dire-
cta de la radiación solar, II. En cambio el colector plano y las células fotovoltaicas sin concentración
aprovechan la radiación solar total.
En base a lo anterior podemos concluir:
36. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Sistemas con concentración: Instrumento de medición apropiado:

b- colector cilindro - parabólico 1- piroheliómetro junto con
c- central en torre 3- helifanógrafo
e- célula solar con concentración
Sistemas sin concentración: Instrumento de medición apropiado:
a- colector plano 2- piranómetro
d- célula solar sin concentración
P6)
Datos: cantidad de agua a calentar = 800 [l/día] y temperatura a alcanzar en la misma mediante un colec-
tor plano = 85ºC, temperatura del agua a la entrada = 5ºC; rendimiento del colector plano = 30%;
radiación solar en el mes más frío = 2.800 [Kcal/m2 x día].
Incógnitas: superficie necesaria del colector plano.
Hacer esquemas del colector plano y de una instalación que lo use para calentar agua, nombrando sus partes.
Resolución:
Si llamamos:
G [kg / día] = masa de agua a calentar diariamente, o caudal másico de agua a calentar,
Q [ l / día] = volumen de agua a calentar diariamente, o caudal volumétrico de agua a calentar,
[kg / m3] = densidad del agua,
Qnecesario [Kcal / día] = cantidad de calor que se necesita diariamente,
Qdisponible [Kcal / día] = cantidad de calor disponible diariamente,
C [Kcal / (kg x ºC)]= calor específico del agua,
te [ºC]= temperatura del agua a la entrada al sistema,
ts [ºC]= temperatura del agua a la salida del sistema, o sea la deseada en el agua a usar,
t [ºC] = diferencia de temperaturas entre la del agua a salida del sistema, o sea la deseada, y la del
agua a la entrada, por lo tanto t [ºC] = ts [ºC] - te [ºC]
I [Kcal / (m2 x día)] = intensidad de la radiación solar total incidente,
S [m2 ] = superficie del colector plano,
= rendimiento del colector plano.
Reemplazando los valores de los datos resulta:
Q = 800 [l/día]; = 1 [kg / litro] = 1.000 [kg / m3]; ts = 85ºC; te = 5ºC; I =2.800 [Kcal/(m2 x día)] ;
= 30/100 = 0,3; C =1 [Kcal / (kg x ºC)]
Recordemos que podemos escribir:
G [kg / día] = Q [ l / día] x [kg / l]
Qnecesario [Kcal / día] = C [Kcal / (kg x ºC)] x G [kg / día] x t [ºC]
Qdisponible [Kcal / día] = S [m2] x I [Kcal / (m2 x día)] x
Si deseamos disponer de todo el calor que necesitamos deberemos lograr que:
Qdisponible [Kcal / día] = Qnecesario [Kcal / día]
y reemplazando:
S [m2] x I [Kcal / (m2 x día)] x = C [Kcal / (kg x ºC)] x G [kg / día] x t [ºC]
S [m2] = C [Kcal / (kg x ºC)] x G [kg / día] x t [ºC] x {I [Kcal / (m2 x día)] x }-1
y si reemplazamos G:
S [m2] =1 [Kcal / (kg x ºC)] x Q [ l / día] x [kg / l] x t [ºC] x {I [Kcal / (m2 x día)] x }-1
Reemplazando valores:
S [m2] =1 [Kcal / (kg x ºC)] x 800 [ l / día] x 1 [kg / l ] x (85 - 5) [ºC] x {2.800 [Kcal / (m2 x día)] x 0,3 }-1
S [m2]= 76,2 [m2]
La figura 1 muestra un esquema del colector plano y la 2 uno de la instalación para calentar agua.
P7)
Datos: usos a dar a la energía: cocer y calentar alimentos, iluminación y otros equipos eléctricos del
hogar, agua caliente para los baños
Incógnitas: sistema de aprovechamiento directo o uso de biomasa.
Hacer esquemas del colector plano y de una instalación que lo use para calentar agua, nombrando sus par-
tes de la instalación de células fotovoltaicas y de un biodigestor de semisólidos.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 37.

Resolución:
a) cocer y calentar los alimentos leña o biogás;
b) suministrar energía eléctrica para iluminación y usos básicos en el hogar células fotovoltaicas;
c) proveer agua caliente a los baños colector plano, eventualmente leña en una cocina económica.
Las figuras 6, 9 y 10 muestran esquemas de posibles instalaciones.
Figuras:
Nota: en los esquemas no se incluyeron bombas ni accesorios.

Fig. 1. Colector plano

Fig. 2. Esquema de una instalación para calentar agua mediante un colector plano.

1) receptor o concentrador
2) absorbente
3) sistema de movimiento y orientación
4) base
Las flechas indican el flujo del fluido
Fig. 3. Colector cilindro parabólico.
38. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

1) receptor o concentrador
2) absorbente
3) sistema de movimiento y orientación
4) base
Las flechas indican el flujo del fluido

Fig. 4. Colector paraboloide de revolución.

Fig. 5 a. Detalle esquematizado de una

célula fotovoltáica de silicio.
En ambas figuras 5a ý 5b:
1. capa de silicio impurificado con boro, o
capa tipo P o "aceptador", (1 átomo de boro
cada 10 7 átomos de silicio), espesor aprox.
300 m;
2. capa de silicio impurificado con fósfo-
ro, o capa tipo N "donador", (1 átomo de
fósforo cada 10 3 átomos de silicio), espesor
aprox. 0,3 m;
3. rejilla de conductores de plata sobre la
capa 1, al iluminar la celda toma signo nega-
tivo;
4. capa conductora posterior, al iluminar
la celda toma signo positivo;
5. conductores de latón, relacionan los
conductores (3) de plata e interconectan las
células entres sí y con el exterior;
Fig. 5 b. Vistas y corte esquematizados de una célula fo- 6. conductores de latón equivalentes a los
tovoltaica de silicio. (5) pero referidos a la capa conductora poste-
rior (4).

1. colector plano, 4. condensador,

2. tanque de acumulación e intercambio de calor, 5. generador eléctrico.
3. máquina térmica,
Fig. 6a. Instalación simple para generación de energía eléctrica empleando colectores planos.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 39.

1. colector plano, 5. máquina térmica,

2. tanque de acumulación de fluido caliente, 6. condensador,
3. intercambiador de calor, generador de vapor, 7. generador eléctrico.
4. tanque de acumulación de fluido frío,
Fig. 6b. Instalación con dos tanques de acumulación de fluido térmico.
Notas a la figura 6 (6a ý 6b):
a) el fluido térmico que circula por el colector plano debe ser tal que no se congele aún en las noches más
frías y de cielo diáfano;
b) por la máquina térmica puede circular vapor de agua o cualquier otro fluido conveniente,
c) nótese que en la práctica estas instalaciones tendrían un rendimiento muy reducido, debido a las bajas
temperaturas que se pueden alcanzar con los colectores planos, lo que las hace generalmente inviables.
Fig. 6. Instalaciones para generación de energía eléctrica empleando colectores planos.

1. colectores cilindro parabólicos, 5. máquina térmica,

2. tanque de acumulación de fluido caliente, (1), 6. condensador,
3. intercambiador de calor, generador de vapor, 7. generador eléctrico.
4. tanque de acumulación de fluido frío, (2),
Fig. 7. Instalación para generación de energía eléctrica empleando colectores cilindro parabólicos.

1. colector paraboloide de revolución, 5. máquina térmica,

2. tanque de acumulación de fluido caliente, 6. condensador,
3. intercambiador de calor, generador de vapor, 7. generador eléctrico.
4. tanque de acumulación de fluido frío,
Fig. 8. Instalación para generación de energía eléctrica empleando un colector paraboloide de revolución.
40. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

1. panel fotovoltaico, 3. regulador electrónico,

2. diodo, 4. acumulador eléctrico (batería),
5. uso, en corriente continua, 6. conmutatriz,
7. uso, en corriente alternada.
Fig. 9. Instalación para generación de energía eléctrica empleando células fotovoltaicas.

Fig. 10. Biodigestor.

Según el cálculo es un digestor para producir unos 3 m3/día de gas, de unas 5.000 á 5.500 Kcal/m3 , a
partir de unos 70 kg de estiércol diarios, correspondientes a unos 24 animales vacunos. Considerándose
0,65 m3 biogas/m3 de digestor x día. Mejoras a introducir, según el INTA: cadenas de remoción de la
carga, que cuelgan del interior de la campana hasta el fondo del digestor, y sello hidráulico externo, con-
sistente en una canaleta perimetral con agua o aceite. [Gil Espinosa, E. C.; Hilbert, J. A.; Bogliani, M. P.
Biogas. Energía y biofertilización. Manual de producción y utilización. INTA, Ingeniería Rural, Castelar
1.983.]
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 41.

Aguas.
Indicadores biológicos:
P1)
Datos: en una muestra de 100 individuos se encontraron: 5 oligosaprobios; 8 mesosaprobios; 26 me-
sosaprobios y 61 polisaprobios.
Incógnitas:
1) ¿la concentración de oxígeno en el seno de la columna de agua es la de saturación?
2) ¿la carga orgánica en el río es grande?
3) ¿en el agua hay una gran concentración de substancias tóxicas, en particular metales pesados?
Resolución:
Recordemos que los organismos oligosaprobios viven en medios poco o nada contaminados con mate-
ria orgánica fácilmente degradable, p. ej. la aportada por liquidos cloacales o de la industria de fabrica-
ción de alimentos; en cambio los polisaprobios habitan en medios muy contaminados por el mismo tipo
de efluentes, siendo intermedios los mesosaprobios, estando los - mesosaprobios en lugares de carac-
terísticas más cercanas a los de los polisaprobios y los - mesosaprobios a los de los oligosaprobios.
En el caso en estudio prevalecieron los polisaprobios, con un 61% y los - mesosaprobios con un
26% indicando que la contaminación es de fuerte a muy fuerte, siendo relativamente muy pocos los -
mesosaprobios y los oligosaprobios.
Si calculásemos el índice de saprobios resultaría
organismos : % podemos considerar h s = sxh= S
oligosaprobios 5 por casualidad 1 1 1
- mesosaprobios 8 por casualidad 1 2 2
- mesosaprobios 26 frecuentes 3 3 9
polisaprobios 61 abundantes 5 4 20
h = 10 (s x h)= 32 [ (s x h)]/[ h] = 3,2
Estaría en el límite entre las clases de calidad de agua III y III – IV, es decir entre mesosaprobio y
polisaprobio:
Clase de calidad de Color en el Índice de sapro-
Grado de carga orgánica
aguas mapa bios
III amarillo 2,7 < S < 3,2 fuertemente ensuciado (marcadamente mesosaprobio)
muy fuertemente ensuciado (polisaprobio con rasgos -
III - IV anaranjado 3,2 < S < 3,5
mesosaprobios)
Ahora podemos responder a las preguntas:
1) el medio está muy contaminado por materia orgánica fácilmente biodegradable, por lo tanto habrá
gran consumo de oxígeno por los microorganismos que lo pueblan y la concentración de oxígeno
en el seno de la columna de agua no ha de ser la de saturación;
2) la calidad de un medio resulta entre mesosaprobio y polisaprobio como consecuencia de la gran
carga orgánica que recibe;
3) el sistema de saprobios nada indica sobre la existencia de substancias tóxicas en el medio, pero la
presencia de seres vivos en el mismo nos permite suponer que, en principio no hay substancias
tóxicas, al menos en una concentración demasiado elevada, salvo que los organismos estén parti-
cularmente adaptados.
P2)
Datos: en una muestra de 100 individuos se encontraron: 61 oligosaprobios; 26 mesosaprobios; 8 me-
sosaprobios y 5 polisaprobios.
Incógnitas:
1) ¿la carga orgánica en el río es pequeña?
2) ¿la concentración de oxígeno en el seno de la columna de agua es la de saturación?
3) ¿la temperatura del agua es alta?
Resolución:
Recordemos que los organismos oligosaprobios viven en medios poco o nada contaminados con mate-
ria orgánica fácilmente degradable, p. ej. la aportada por liquidos cloacales o de la industria de fabrica-
ción de alimentos; en cambio los polisaprobios habitan en medios muy contaminados por el mismo tipo
de efluentes, siendo intermedios los mesosaprobios, estando los - mesosaprobios en lugares de carac-
terísticas más cercanas a los de los polisaprobios y los - mesosaprobios a los de los oligosaprobios.
42. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

En el caso en estudio prevalecieron los oligosaprobios, con un 61% y los - mesosaprobios con un
26% indicando que el río está poco contaminado, siendo relativamente muy pocos los - mesosapro-
bios y los polisaprobios.
Si calculásemos el índice de saprobios resultaría:
organismos : % podemos considerar h= s= sxh= S
oligosaprobios 61 abundantes 5 1 5
- mesosaprobios 26 frecuentes 3 2 6
- mesosaprobios 8 por casualida d 1 3 3
polisaprobios 5 por casualidad 1 4 4
h = 10 (s x h)= 18 [ (s x h)]/[ h] = 1,8
Estaría en el límite entre las clases de calidad de agua I - II ý II, es decir entre oligosaprobio y -
mesosaprobio
Clase de calidad
Color en el mapa Índice de saprobios Grado de carga orgánica *
de aguas
I - II celeste 1,5 < S < 1,8 poco cargado (oligosaprobio con rasgos - mesosaprobios)
II verde 1,8 < S < 2,3 moderadamente cargado ( - mesosaprobio equilibrado)
Ahora podemos responder a las preguntas:
1) la carga orgánica que recibe el río es de poca a muy moderada, por lo que podemos resumir dicien-
do que si es relativamente pequeña;
2) como la carga orgánica es relativamente pequeña resulta que el consumo de oxígeno por los seres
vivos, en particular los microorganismos, seguramente no será muy grande y, eventualmente, en algunos
momentos del día puede haber saturación, incluso sobresaturación, de oxígeno a determinadas profundi-
dades de la columna de agua, dependiendo de la actividad fotosintetizadora de las algas y plantas sumer-
gidas presentes;
3) el método de los saprobios tiene en cuenta fundamentalmente la carga por materia orgánica fácil-
mente biodegradable y no la temperatura del agua, así que nada podemos decir sobre ésta, salvo que segu-
ramente está dentro de los límites de tolerancia de los organismos encontrados por lo que, muy probable-
mente, no será muy alta.
P3)
Datos:
En un ensayo con Dafnias se usaron cinco vasos, numerados de 1 al 5, con un litro de agua y 100 Dafnias
vivas en cada uno se obtuvo la siguiente tabla resumen:
Vaso Cantidad añadida de Cantidad inicial Cantidad final * de
substancia a evaluar de Dafnias vivas Dafnias vivas
Nº mg Nº Nº
1 100 100 20
2 50 100 35
3 25 100 50
4 12,5 100 80
5 0 100 100
*luego de 48 horas de incubación en condiciones normalizadas.
Incógnitas:
1) ¿las Dafnias murieron por una causa diferente a la toxicidad de la substancia a evaluar?
2) ¿cuánto vale la Concentración Letal 50%?
3) ¿cuánto vale la Dosis Letal 80?
Resolución:
1) Al vaso 5 no le se agregó la substancia cuya toxicidad se desea conocer, sería el blanco, control o
testigo, y en él no murió ninguna Dafnia, por ende la causa de la muerte de las Dafnias en los
otros vasos no sería otra que la presencia de la substancia a evaluar;
2) La Concentración Letal 50% (o Concentración Letal Media) de una substancia es aquella con-
centración de dicha substancia que mata al 50% de los individuos en el ensayo. En nuestro caso
en cada uno los vasos se colocaron inicialmente 100 Dafnias vivas y al final de las 48 horas de
incubación en el vaso 3 quedaban 50 vivas, es decir se murió el 50%, por lo tanto la concentra-
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 43.

ción de la substancia a evaluar en el líquido existente en él será la Concentración Letal 50%, co-
mo en cada vaso se introdujo un litro de agua y al vaso 3 se añadieron 25[mg] de substancia a
evaluar resulta la concentración de ésta vale Concentración = Masa de substancia disuelta / Vo-
lumen de solución = 25 [mg/l] / 1 [l] = 25 [mg/l], suponiendo que la solución final tenía 1 [litro]
de volumen.
3) Entendiendo por Dosis la cantidad de una substancia que ingresa al ser vivo, en general expresada
como masa de substancia en cuestión sobre masa de ser vivo, expresada viva o seca. En este caso
no se han dado los datos para calcular ninguna dosis, en todo caso habría que determinar la Dosis
Letal 80% a partir del estudio del vaso 1, en el que sobrevivieron 20 Dafnias de las 100 colocadas
inicialmente, es decir la mortalidad fue del 80%.
P4)
Datos:
En un ensayo con peces se usaron cinco vasos, numerados de 1 al 5, con 10 litros de agua y 10 peces vi-
vos en cada uno y se obtuvo la siguiente tabla resumen:
Vaso Cantidad añadida de Cantidad inicial Cantidad final de pe-
substancia a evaluar de peces vivos ces vivos
Nº mg Nº Nº
1 100 10 2
2 50 10 3
3 25 10 5
4 12,5 10 8
5 0 10 10
*luego de 96 horas de incubación en condiciones normalizadas.
Incógnitas:
4) ¿los peces murieron por una causa diferente a la toxicidad de la substancia a evaluar?
5) ¿cuánto vale la Concentración Letal 50%?
6) ¿cuánto vale la Dosis Letal 80?
Resolución:
4) Al vaso 5 no le se agregó la substancia cuya toxicidad se desea conocer, sería el blanco, control o
testigo, y en él no murió ningún pez, por ende la causa de la muerte de los peces en los otros va-
sos no sería otra que la presencia de la substancia a evaluar;
5) La Concentración Letal 50% (o Concentración Letal Media) de una substancia es aquella con-
centración de dicha substancia que mata al 50% de los individuos en el ensayo. En nuestro caso
en cada uno los vasos se colocaron inicialmente 10 peces vivos y al final de las 96 horas de incu-
bación en el vaso 3 quedaban 5 vivos, es decir murió el 50%, por lo tanto la concentración de la
substancia a evaluar en el líquido existente en él será la Concentración Letal 50%, como en cada
vaso se introdujeron diez litros de agua y al vaso 3 se añadieron 25[mg] de substancia a evaluar
resulta la concentración de ésta vale
Concentración = Masa de substancia disuelta / Volumen de solución = 25 [mg] / 10 [l] = 2,5 [mg/l],
suponiendo que la solución final tenía 10 litros de volumen.
6) Entendiendo por Dosis la cantidad de una substancia que ingresa al ser vivo, en general expresada
como masa de substancia en cuestión sobre masa de ser vivo, expresada viva o seca, en este caso
no se han dado los datos para calcular ninguna dosis, en todo caso habría que determinar la Dosis
letal 80% a partir del estudio del vaso 1, en el que sobrevivieron 2 peces de los 10 colocados ini-
cialmente, es decir la mortalidad fue del 80%.
Parámetros:
P1)
Datos: [O2]inicial = 9,2 [mg / l] incubación a obscuras y 20ºC durante 2 días, [O 2]final = 3,1 [mg / l].
Incógnitas: D.B.O.5, 20. Hacer un comentario sobre la tabla.
Resolución:
Para usar la tabla que da i días, j ºC = f (i días, j ºC) hay que suponer que el líquido en cuestión se
comporta ,con respecto a la D.B.O., de manera similar a aquél con cuyos ensayos se completó la tabla.
44. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

[O2]inicial = 9,2 [mg / l]

incubación: a obscuras, durante 2 días á t = 20ºC

[O2]final = 3,1 [mg / l]
Por lo tanto el consumo de oxígeno en esas condiciones y durante los dos días fue de
[O2]inicial - [O2]final= 9,2 [mg / l] - 3,1 [mg / l] = 6,1 [mg / l]
y este valor sería el correspondiente a la D.B.O.2 , 20 por lo que entrando en la tabla obtenemos 2,20 = 0,54
Como queremos calcular la D.B.O.5 , 20 cuyo 5 , 20 = 1,0, según la misma tabla, aplicando la relación:
D. B. O.i , j D. B. O.i', j'
para i= 5 días j =20ºC e i'= 2 días j' =20ºC resulta
i, j i', j'
D. B. O.5 , 20 D. B. O.2 , 20 D. B. O.2 , 20
D. B. O.5 , 20 5 , 20 y reemplazando valores resulta:
5 , 20 2 , 20 2 , 20
6, 1
D. B. O.5 , 20 1 11, 3 mg / l
0, 54
P2)
Datos: [O2]inicial = 9,1 [mg / l] incubación a obscuras y 20ºC durante 2 días, [O 2]final = 0,1 [mg / l]
Incógnitas: D.B.O.5 , 20. Hacer comentario sobre la tabla.
Resolución:
Como en el problema anterior para usar la tabla que da i días, j ºC = f (i días, j ºC) hay que suponer que
el líquido en cuestión se comporta con respecto a la D.B.O., de manera similar a aquél con cuyos ensayos
se completó la tabla
También se resuelve de la misma forma por lo que resultan los pasos principales:
[O2]inicial = 9,1 [mg /
l]
incubación: a obscuras, durante 2 días á t = 20ºC
[O2]final = 0,1 [mg / l]

D.B.O. 2 , 20 = [O2]inicial - [O2]final = 9,1 [mg / l] - 0,1 [mg / l] = 9,0 [mg / l]

9, 0
D. B. O.5 , 20 1 16 , 7 mg / l
0, 54
P3)
Datos: D.B.O.5,20 = 1.000 [mg / l] ;
tiempo entre el vertido y la toma de las muestras t A - B = 3 días,
temperatura del agua 20ºC.
Incógnitas: D.B.O.5 , 20. en el punto B, en el que el líquido se derrama en el río
Resolución:
Podemos representar gráficamente el problema mediante el esquema de la figura 11

Figura 11.

en ella:
A punto de donde el efluente sale de la fábrica,
tA-B tiempo durante el que el agua fluye en el canal, desde que sale de la fábrica, en A, hasta cuando llega
al Río, en B,
B desembocadura del canal en el río, en donde se tomaría la muestra para determinar la D.B.O. incóg-
nita, que llamaremos [ D.B.O.5 días]B
Si pensamos en los consumos de oxígeno que tendrían lugar podemos dibujar la figura 12.
Y si recordamos que se puede definir a la Demanda bioquímica de oxígeno (D. B. O.) como la cantidad
de oxígeno, disuelto en el agua, que necesita una comunidad bacteriana para metabolizar a la materia
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 45.

orgánica, oxidar a los compuestos reducidos del nitrógeno y ciertas especies minerales reducidas presen-
tes en el agua,[Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. de Norte América, publicación
EPA/600/3-85/040]

Fig. 12. Representación gráfica de los consumos de oxígeno a partir de la curva D.B.O. = f (t).
y repasamos el enunciado del problema, a partir de la figura 12 podemos deducir la figura 13.

Fig. 13. Representación gráfica de los consumos de oxígeno a partir de la curva D.B.O. = f (t), acotados
como D.B.O. y tiempo.
Entonces , teniendo en cuenta que en nuestro caso
t A - B = 3 días y que [D.B.O.5 días, 20 ºC ]A = 1.000 [mg/l] resultaría
[D.B.O.5 días ]B = [D.B.O.( t A - B+5) días ]A - [D.B.O. t A - B ]A =
= [D.B.O.(3+5) días ]A - [D.B.O.3 días ]A ,
[D.B.O.5 días ] B = [D.B.O.8 días ]A - [D.B.O.3 días ]A ,
Suponiendo que el líquido se comporta, en el ensayo de D.B.O., como aquel usado para construir la
tabla que da i días, j ºC = f (i días, j ºC), resulta
[D.B.O.5 días ] B = [ 8 días, 20ºC - 3 días, 20ºC] x [D.B.O.5 días, 20ºC ]A
46. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

De la tabla resulta: 8 días, 20ºC = 1,23; 3 días, 20ºC =0 ,73 reemplazando valores
[D.B.O.5 días ] B = ( 1,23 - 0,73) x ( 1.000 [mg/l]) = 0,5 x 1.000 [mg/l] = 500 [mg/l]
P4)
Datos:
población equivalente = 2.000 habitantes equivalentes;
tiempo entre el vertido y la toma de las muestras t A - B = 7 días;
caudal Q = 3 [m3 / s] ;
temperatura del agua 20ºC;
carga orgánica diaria por habitante Carga Org. Hab. = 54 [g / (hab. x día)].
Incógnitas: D.B.O.5 , 20. en B
Resolución:
Siguiendo la misma línea de razonamiento que en el problema anterior: podemos representar gráfica-
mente el problema mediante el esquema de la misma figura 11 y a partir de ella, la definición de D.B.O. y
las figuras 12 y 13 llegamos a plantear teniendo en cuenta que en nuestro caso t A - B = 7 días :
[D.B.O.5 días ] B = [D.B.O.( t A - B+5) días ]A - [D.B.O. t A - B ]A = [D.B.O.(7+5) días ]A - [D.B.O. 7 días]A ,
[D.B.O. 5 días] B = [D.B.O.12 días ]A - [D.B.O.7 días ]A ,
Suponiendo que el líquido se comporta, en el ensayo de D.B.O.,como el usado para completar la tabla
que da i días, j ºC = f (i días, j ºC), resulta
[D.B.O.5 días ] B = ( 12 días, 20 ºC - 7 días ºC ) x [D.B.O.5 días, 20 ºC]A
Debemos calcular [ D.B.O.5 días, 20 ºC]A:
Población Equivalente = Pobl. Eq. = 2.000 [habitante equivalente]
Carga orgánica diaria por habitante = Carga Org. Hab. = 54 [g / (hab. x día)]
Carga orgánica Fábrica = Carga Org. Hab. x Pobl. Eq.
Carga orgánica Fábrica = 54 [g / (hab. x día)] x 2.000 [habitante equivalente] = 108.000 [g / día]
Pero, por definición de Carga Orgánica:
Carga Orgánica [g / día] = D.B.O. [g / m3] x Q [m3 / día]
donde Q representa al caudal del líquido cuya demanda bioquímica de oxígeno está dada por D.B.O.
Por lo tanto:
D.B.O. [g / m3] = Carga Orgánica [g / día] x {Q [m3 / día]}-1
En nuestro caso:
Q = 3 [m3 / s] x 24 [h / día] x 3.600 [s / h] = 259.200 [m3 / día]
D.B.O. = 108.000 [g / día] x { 259.200 [m3 / día]}-1 = 0,417 [g / m3]
que correspondería a la [ D.B.O.5 días, 20 ºC]A
Por lo tanto nuestra incógnita vale:
[D.B.O.5 días ] B = ( 12 días, 20 ºC - 7 días, 20 ºC ) x [D.B.O.5 días, 20 ºC] A
[D.B.O.5 días ] B = (1,37 - 1,17) x 0,417 [g / m3] = (0,20) x 0,417 [g / m3] = 0,083 [g / m3]
P5)
Datos:
Carga orgánica por unidad producida C.Org.uni. = 5.400[ g/t]
Volumen de efluentes generado por unidad producida fV =10 [m3/t].
Producción P = 10 [t/día].
Incógnitas:
1) carga orgánica del proceso C.Org.pr. ;
2) caudal Q de los efluentes líquidos del proceso;
3) D.B.O.5,20 de los efluentes líquidos del proceso;
4) consumo de oxígeno por los efluentes durante el tercer día después del vertido.
Puede emplear la tabla 1, pero ¿qué suposición básica sobre el origen del líquido debe hacerse para que
dicha tabla sea plenamente válida?
Resolución:
1) carga orgánica del proceso C.Org.pr. ;
C.Org.pr. = C.Org.uni. x P = 5.400 [g/t] x 10 [t/día] = 54.000 [g/día] = 54 [kg/día]
2) caudal Q de los efluentes líquidos del proceso;
Q = fV x P = 10 [m3/ t] x 10 [t/día] = 100 [m3/día ]
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 47.

3) D.B.O.5,20 de los efluentes líquidos del proceso;

D.B.O.5,20 = C.Org.pr. / Q = 54.000 [g/día] / 100 [m3/día] = 540 [g/ m3]
Observemos que como C.Org.pr. = C.Org.uni.. x P ý Q = fV x P y también se pudo calcular como
D.B.O.5,20 = C.Org.pr. / Q ý reemplazando D.B.O.5,20 = (C.Org.uni. x P) / (fV x P) = C.Org.uni. / fV
Verifiquémoslo: D.B.O.5,20 = {5.400 [g/t]} / {10 [m3/t]} = 540 [g/ m3]
4) consumo de oxígeno por los efluentes durante el tercer día después del vertido.
Recordemos que la D.B.O. ,T mide el consumo de oxígeno durante días a TºC, es decir informa un va-
lor acumulado desde el comienzo del ensayo hasta el día en cuestión, así D.B.O.5,20 es el consumo du-
rante los 5 primeros días a 20ºC.
Entonces el consumo durante el tercer día, será igual al consumo acumulado hasta ese día menos el con-
sumo acumulado hasta el día anterior, o sea
Consumo durante el 3er. día = D.B.O.3,20 - D.B.O.2,20 = ( 3,20 x D.B.O.5,20 ) - ( 2,20 x D.B.O.5,20 ) =
= ( 3,20 - 2,20) x D.B.O.5,20 = (0,73-0,54) x 540 [g/ m3]= 0,19 540 [g m3] = 102,6 [g m3]
Tratamientos:
P1)
Datos: corte y planta de un sedimentador rectangular.
Incógnitas: nombres de las partes de un sedimentador.
Resolución: por favor vea la figura 14
Referencias:
1. canal de entrada
2. vertederos sumergidos, para la entrada
3. pantalla aquietadora / distribuidora de
entrada
4. tolva para barros
5. pantalla aquietadora / distribuidora de
salida
6. vertederos, normalmente triangulares,
para la salida
7. canal de salida
8. sistema de extracción de barros, por
sifón
9. sistema de rasquetas para el barrido
de los barros, en el fondo, y de los
flotantes, en la superficie
10. canaleta recogedora de flotantes
11. tolva para la salida de flotantes

Fig. 14. Corte y planta de un sedimen-

tador rectangular y su canale-
ta para flotantes
P2) á P6)
Para los problemas que siguen valen las siguientes relaciones:
En sedimentadores de planta rectangular En sedimentadores de planta circular
Ancho de la planta = A [m] Diámetro de la planta = D [m]
Largo de la planta = L [m] Superficie de la planta = S [m m2] = x D2 / 4
Superficie de la planta = S [m2] = A x L
Para ambos
Profundidad = H [m]
Volumen = V [m3] = S [m2] x H [m]
Caudal a tratar = Q [m3 / h]
Permanencia hidráulica = P [h] = V [m3] / Q [m3/h]
Carga superficial = C. S. [m3 / (m2 x h )] = Q [m3 /h]/ S [m2]
En cuanto a los esquemas, por favor, remítase a las figuras 14 o 15, según corresponda. Gracias.
P2)
Datos: sedimentador rectangular, H = 2 [m] S = 50 [m2] P = 2,5 [h].
48. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Incógnitas: Q y C.S..
Resolución:
V = 2 [m] x 50 [m2 ]= 100 [m3 ]
Q = 100 [m3 ]/ [2,5 h ] = 40 [m3 / h]
C. S. = 40 [m3 / h ] / [50 m2 ]= 0,8 [m3 / (m2 x h )]
P3)
Datos: sedimentador rectangular, H = 3 [m] S = 60 [m2] P = 2 [h].
Incógnitas: Q y C.S..
Resolución:
V = 3 [m] x 60 [m2] = 180 [m3 ]
Q = 180 [m3] / 2 [h ] = 90 [m3 / h]
C. S. = 90 [m3 / h ] / [60 m2 ]= 1,5 [m3 / (m2 x h )]
P4)
Datos: sedimentador circular, H = 3 [m] S = 60 [m2] P = 2 [h.]
Incógnitas: Q y C.S..
Resolución:
V = 3 [m] x 60 [m2] = 180 [m3]
Q = 180 [m3] / 2 [h ] = 90 [m3 / h]
C. S. = 90 [m3 / h ] / 60 [m2] ]= 1,5 [m3 / (m2] x h )] Esquema según la figura 15.
Referencias:
1. conducto de entrada
2. pantalla aquietadora / distribuidora de en-
trada
3. pantalla aquietadora / distribuidora de
salida
4. vertederos, normalmente triangulares,
para la salida del líquido tratado
5. canal perimetral recolector de líquido tra-
tado
6. canal de salida del líquido tratado
7. sistema de rasquetas para el barrido de
los barros
8. tolva para barros, por sifón
9. conducto para extracción de barros
10. brazo para arrastre de los flotantes, en
la superficie, con extremo articulado
11. tolva recogedora de flotantes
12.conducto para la salida de flotantes
Fig. 15. Corte y planta de un sedimentador
circular.
P5)
Datos: sedimentador rectangular, Q = 50 [m3/h], C.H.S. = 2 [m3 m-2.h-1] , L/B = 4 / 1 , H = 3 [m]
Incógnitas: L, B y P.
Resolución:
S = Q / C.H.S = 50 m3/h /(2 m3.m-2.h-1) = 25 [m2]
L/B = 4 / 1 L =4xB
S = L x B = (4 x B) x B = 4.B2 B = (S/4) ½ = [(25[m2] /4)½] = 2,5 [m]
L = 4 x B = 4 x 2,5 [m] = 10 [m]
S = L x B = 10 [m] x 2,5 [m] = 25 [m2] verifica
H = 3 [m]
V = S x H = 25 [m2] x 3 [m] = 75 [m3]
p = V / Q = 75 [m3 ]/ 50 [m3/h] = 1,5 [h]
P6)
Datos: lista I de tratamientos para líquidos residuales y lista II de parámetros que se trata de corregir.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 49.

Incógnitas: parámetros que se pretende corregir con diferentes tratamientos de efluentes líquidos.
Resolución:
Lista I TRATAMIENTOS Lista II PARÁMETROS
a- barros activados 5- D.B.O.
b- sedimentador 4- sólidos sedimentables totales; por lo tanto, también 6-
sólidos sedimentables granulares
c- lagunas de estabilización (entendiendo 5- D.B.O. fundamentalmente , pero también 4 - sólidos se-
que no son aeradas de mezcla completa) dimentables totales y, por ende, 6 - sólidos sedimenta-
bles granulares
d- procesos químicos de óxido reducción 8- Cr6+
e- desarenador 9- sólidos sedimentables granulares
f- rejas 10- sólidos groseros
g- cloración 9- demanda de cloro y cloro residual
h- lecho percolador 5- D.B.O.
i- procesos químicos de ajuste de pH 2- pH
j- humedales artificiales 5- D.B.O.
Nótese que:
1. el mercurio y el plomo no tienen cómo ser removidos, dentro de los tratamientos enumerados;
2. según sea el valor del pH , puede ser corregido, eventualmente, por compensación en los sistemas de lagu-
nas; o bien, si sus variaciones se deben a substancias orgánicas biodegradables, p. ej. ácido acético, puede
ser solucionado mediante tratamientos biológicos, como los de barros activados o de lagunas de estabiliza-
ción;
4. el parámetro fundamental a corregir mediante un sistema de lagunas de estabilización es la D. B. O.;
pero los efluentes normalmente arrastran sólidos sedimentables que quedan retenidos en las mismas,
sin recurrirse a sedimentadores a propósito;
5. si el efluente arrastra una cantidad significativa de sólidos sedimentables granulares se recurriría a su
remoción con desarenadores, sino el conjunto de sólidos sedimentables se puede tratar en sedi-
mentadores.
P7)
Datos: la lista I de tratamientos para líquidos residuales y la lista II de características correspondientes.
Incógnitas: características de los diferentes métodos para el tratamiento de efluentes líquidos.
Resolución:
Lista I TRATAMIENTOS Lista II CARACTERÍSTICAS
a- barros activados convencionales 1- ocupan relativamente poco lugar
4- gastan relativamente mucha energía
7- no consumen reactivos químicos
9- requieren mucho mantenimiento
b- tratamientos químicos 1- ocupan relativamente poco lugar
4- gastan relativamente mucha energía
6- consumen reactivos químicos
9- requieren mucho mantenimiento
c- lagunas de estabilización 2- ocupan relativamente mucho lugar
3- gastan relativamente poca energía
7- no consumen reactivos químicos
8- requieren poco mantenimiento
d- digestión anaerobia de líquidos en reactores 1- ocupan relativamente poco lugar
cerrados 5- permiten recuperar energía
7- no consumen reactivos químicos
9- requieren mucho mantenimiento
Observaciones:
1. al hablar de energía consumida nos referimos a aquella aportada por distintos medios artificiales, p. ej.
motores eléctricos; no a la aportada por la naturaleza, fundamentalmente radiante solar y mecánica de
los vientos,
50. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

2. en cada caso nos limitamos a considerar el proceso en sí, no una planta de tratamiento completa de la
que puedan formar parte. P. ej. cuando decimos que un proceso de barros activados consume mucha
energía nos referimos a energía para aerar, para bombear barros, etc.; pero no consideramos que una
posterior digestión anaerobia de los barros excedentes podría permitir recuperar parte de la energía
química arrastrada por los mismos,
3. de manera parecida, al decir que no consume reactivos químicos nos limitamos a cada proceso en
forma independiente, p. ej. normalmente el proceso de barros activados no requiere el aporte de reac-
tivos químicos pero, según su origen, los líquidos pueden traer microorganismos patógenos y, una
vez tratados biológicamente, deberán ser desinfectados, p. ej. por cloración;
4. cabe una excepción poco frecuente, a veces el efluente a tratar puede carecer de los nutrientes necesarios,
en cuyo caso se deberán aportar, p. ej. como fertilizantes de uso agrícola agregados en la cámara de
aeración.
P8)
Datos: cinco proposiciones sobre lagunas de estabilización y lista de factores determinantes.
Incógnitas: veracidad de las proposiciones y factores determinante de la misma.
Resolución:
1) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa crece durante los días soleados.
En principio es verdadera, por la acción de las algas, que mediante fotosíntesis aportarán más oxí-
geno al ser soleado el día.
2) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce durante los días ven-
tosos.
Esta proposición es más dudosa, mucho dependerá del mecanismo preponderante de aporte de oxí-
geno al cuerpo de agua.
2.a) Si prevalece el aporte por fotosíntesis y es un día soleado, la turbulencia generada por un viento
fuerte mezcla la columna de agua y las algas dejan de estar en posición óptima para la fotosínte-
sis, que se ve entorpecida y, como consecuencia, puede reducirse el contenido total de oxígeno; el
problema se puede agravar si la gran turbulencia agita el fondo y aumenta la turbiedad del agua.
2.b) Si el aporte principal es por la absorción del oxígeno atmosférico por la superficie del agua, en-
tonces la mayor turbulencia generada por el viento favorece el intercambio y, muy probablemen-
te, aumente el contenido de oxígeno disuelto en el agua.
3) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce al aumentar el espe-
sor del fango de fondo orgánico.
En principio es verdadera, pues habría un mayor consumo de oxígeno por lo menos por dos razones:
3.a) un aumento del espesor del fango de fondo orgánico implicará más actividad microbiana en ese
mismo fondo;
3.b) como consecuencia de la anterior habrá una mayor liberación de reductores desde el fango anae-
robio del fondo, que pueden servir de fuente de energía a ciertos microorganismos que viven en la
parte aerobia; p. ej. la oxidación de los sulfuros liberados en el fondo sirve como fuente de
energía a bacterias quimiosintetizadoras aeróbicas, como las Beggiatoa sp.,
4) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna facultativa se reduce al aportarle materia
orgánica biodegradable disuelta.
En principio es verdadera, pues habría un mayor consumo de oxígeno por la mayor actividad mi-
crobiana. No olvidemos que generalmente los limitantes a la actividad microbiana en los cuerpos de
agua suelen ser la materia orgánica biodegradable y los nutrientes presentes en los mismos.
5) El contenido de oxígeno disuelto en el agua de una laguna anaerobia crece durante los días soleados.
En principio es absurda, pues por definición el contenido de oxígeno disuelto en el líquido en una
laguna anaerobia es nulo. Lo que sí puede suceder es que la superficie de la laguna se ponga rosada o
verde, por una floración de bacterias fotosintetizadoras anaerobias, como las sulfurosas púrpuras o las
sulfurosas verdes, respectivamente.
P9)
Datos: Información comercial sobre el método Cuchuflito de barros activados convencional (tradicional).
Incógnitas: veracidad de dicha información.
Resolución:
Es un proceso aerobio, basado en el de barros activados convencional y tiene las siguientes ventajas:
1. no sólo no consume energía eléctrica sino que produce biogás que tiene unas 7.000 Kcal / m3 de po-
der calorífico.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 51.

Esta proposición es fundamentalmente falsa; hasta donde sabemos el único biogás combustible es el
que contiene metano (CH4), y éste es producido solamente por bacterias metanogénas, que son anaerobias.
Además, el proceso de barros activados convencional requiere aeración, bombeo de barros, etc. que
son operaciones que consumen mucha energía por unidad de volumen de líquido tratado.
Esta proposición sólo podría tener visos de verdad si en la planta se incluyera un tratamiento anaero-
bio del exceso de barros, lo que no parecer ocurrir según las proposiciones que siguen.
2. ocupa muy poco espacio.
Esta proposición podría ser verdadera, pues se pueden lograr plantas muy compactas que trabajan
mediante barros activados.
3. no produce exceso de barros que se deba tratar o disponer;
De nuevo sería falsa, ya que los procesos de barros activados sólo degradan una parte de la materia
orgánica a remover, la restante pasa a formar parte de los flóculos biológicos generados en el sistema.
4. no requiere mantenimiento ni cuidados para su operación, ya que ni siquiera se recirculan barros.
Los procesos de barros activados convencionales requieren necesariamente la recirculación de barros,
además las plantas que los usan tienen un importante equipamiento electromecánico que debe ser mante-
nido convenientemente, por otra parte hay que efectuar regularmente una serie de controles, p. ej. del con-
tenido de sólidos suspendidos y de oxígeno disuelto en el líquido en tratamiento en la cámara de aeración.
Por todo lo dicho deducimos que lo indicado en el prospecto es esencialmente falso y nos permite du-
dar del buen éxito del equipo ofrecido.
P10)
Datos: Características de dos procesos biológicos alternativos para el tratamiento de efluentes líquidos.
Incógnitas: evaluación cualitativa de las características indicadas.
Resolución:
Característica Barros activados Lagunas de estabilización
Permanencia hidráulica del horas días a semanas
líquido en la planta
Volumen de reactores nece- relativamente pequeño relativamente muy grande
sarios
Superficie de terreno nece- relativamente muy chica relativamente muy grande
saria
Tipo de obra civil preponde- estructuras de hormigón armado obras de tierra
rante
Consumo de energía eléctri- grande despreciable a nulo, (1)
ca y / o mecánica
Posibilidad de recuperación existe (2) en principio es imposible (3)
de energía de los efluentes
Controlabilidad de la cali- por diseño y operación fundamentalmente por diseño
dad del efluente
Remoción de microorga- escasa muy grande
nismos patógenos
Desinfección del efluente imprescindible evitable
tratado
Consumo de desinfectante imprescindible prescindible
Necesidades de manteni- grandes muy pequeñas (3)
miento y control operativo
Zonas más propicias para su urbanas, con costo elevado del te- rurales, con terrenos baratos y su-
aplicación rreno, disponibilidad de energía y ministro incierto de energía eléctrica
desinfectantes, etc. e insumos
(1) dependiendo de la necesidad de bombeo inicial del efluente a tratar, y ésta es función de la topografía.
(2) por el biogás generado en la digestión anaerobia de los barros excedentes.
(3) salvo que se tape la laguna con una cubierta adecuada y se aspire el biogas.
(4) durante la operación normal, con el transcurso de los años se pueden colmar de barros, sobre todo la
primera laguna de la serie, obligando a su dragado o bien a sacarla de servicio, dejarla secar unos meses y
cavarla nuevamente, pudiendo sobrecargarse las restantes o bien construyendo una en paralelo para el
período de limpieza.
52. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

P11)
Datos: Información sobre dos poblaciones a cuyos efluentes cloacales se desea tratar biológicamente antes del
vertido.
Incógnitas: tipo de tratamiento biológico a aplicar en cada caso.
Resolución:
Para resolver nuestro problema, primero recordemos la tabla comparativa de ambos sistemas para trata-
miento de efluentes completada en el problema 10.
Por todo lo indicado en ella:
1) al Sr. Intendente municipal de la población rural con 20.000 habitantes conectados a la red cloacal, ubi-
cada en plena provincia de Buenos Aires le recomendaríamos un sistema de lagunas de estabilización y
2) al Sr. Intendente municipal de la población de 1.500.000 habitantes conectados a la red, ubicada a 20 mi-
nutos de tren, medidos desde Plaza Miserere le sugeriríamos una planta de barros activados.
P12)
Datos: esquema de planta de tratamiento biológico de líquidos residuales, propuesta para tratar un efluen-
te de galvanoplastía, caracterizado por una gran concentración de cromo hexavalente y de cianuros.
Incógnitas: bondad de dicha propuesta.
Resolución:
El cromo hexavalente es un tóxico fuerte para los microorganismo, los cianuros en concentraciones habi-
tuales en este tipo de líquidos también lo son, por lo tanto estos líquidos no se pueden tratar biológicamen-
te. Su tratamiento generalmente es de tipo químico, aunque el cromo hexavalente puede ser retenido en
resinas de intercambio iónico y luego recuperado.
Por otra parte el pH de los líquidos con cianuros debe ser básico, p. ej. por encima de 8,5, para evitar a
toda costa el desprendimiento de cianuro de hidrógeno, que es un gas sumamente tóxico. Por lo cual no se
los debe mezclar con líquidos fuertemente ácidos, como los efluentes con cromo hexavalente.
De lo anterior se concluye que la planta de tratamiento ofrecida no sirve porque:
1) el tratamiento biológico sería imposible, pues los microorganismos morirían dada la toxici-
dad de los efluentes a tratar,
2) el tanque de compensación sería una fuente potencial del letal cianuro de hidrógeno.
El tratamiento debe orientarse a separar las dos corrientes y, p. ej.:
a) oxidar los cianuros a anhídrido carbónico y nitrógeno, usando un oxidante adecuado, p. ej.
cloro o un clorógeno, siempre a pH básico,
b) reducir el cromo hexavalente y luego precipitarlo como hidróxido de cromo trivalente, o bien
retenerlo en una resina de intercambio iónico adecuada y luego recuperarlo.
P13)
Datos: digestor anaeróbico.
Incógnitas: ¿aumenta la producción de biogás si se le inyecta aire comprimido durante un tiempo?.
Resolución: los microorganismos metanógenos son anaeróbicos estrictos y la presencia de oxígeno les re-
sultaría fatal, por lo que la producción de biogás combustible cesaría inmediatamente.
P14)
Incógnitas: esquema de un biodigestor para semisólidos.
Resolución: por favor remítase a la figura 10 en la página 9. Muchas gracias.
Aire
P1)
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 53.

Datos: perfil vertical de temperatu-

ras en la atmósfera y aspecto del pe-
nacho de una chimenea en ella.
Incógnitas: clasificación de la
atmósfera según su estabilidad y dis-
tancia desde la base de la chimenea a
la cual tomar una muestra de aire pa-
ra determinar su influencia.

Figura 16

Resolución:
si una porción de gases, ya en equilibrio con la atmósfera que la rodea, ubicada en el punto 1, a la altura
z1 donde reina una temperatura t1, se eleva rápidamente, por cualquier causa, hasta la altura z2, se puede
suponer que evolucionará adiabáticamente, dadas las características termodinámicas del aire y la rapidez
del movimiento, alcanzando la temperatura t2P a la altura z2, pero a esa altura la temperatura de la atmós-
fera será t2A, menor que la de la porción de gases, es decir la porción de gases tendrá una temperatura
mayor y, por la ecuación general de los gases, su densidad será menor que la de la atmósfera que la rodea
y tenderá a seguir subiendo, apartándose cada vez más de su posición de equilibrio inicial.
Se puede razonar de manera similar suponiendo que la porción de gases en vez de subir desciende al salir
del equilibrio, en ese caso seguirá haciéndolo, tal vez hasta el nivel del suelo. Es decir la atmósfera es in-
estable. El penacho se expandirá rápidamente, ascenderá y descenderá arremolinadamente y pronto des-
aparecerá, las muestras se deben extraer cerca de la base de la chimenea.
P2)
Datos: perfil vertical de tempera-
turas en la atmósfera y aspecto del
penacho de una chimenea en ella.
Incógnitas: clasificación de la
atmósfera según su estabilidad y
distancia desde la base de la chi-
menea a la cual tomar una muestra
de aire para determinar su influen-
cia.

Figura 17

Resolución:
si una porción de gases, ya en equilibrio con la atmósfera que la rodea, ubicada en el punto 1, a la altura
z1 donde reina una temperatura t1, se eleva rápidamente, por cualquier causa, hasta la altura z2, se puede
suponer que evolucionará adiabáticamente, dadas las características termodinámicas del aire y la rapidez
del movimiento, alcanzando la temperatura t2P a la altura z2, pero a esa altura la temperatura de la atmós-
fera será t2A, mayor que la de la porción de gases, es decir la porción de gases tendrá una temperatura
menor y, por la ecuación general de los gases, su densidad será mayor que la de la atmósfera que la rodea
y tenderá a descender, volviendo a su posición de equilibrio inicial. Se puede razonar de manera similar
suponiendo que la porción de gases en vez de subir desciende al salir del equilibrio, en ese caso nueva-
mente volverá a la posición original pues tendrá mayor temperatura que la atmósfera que la rodea y as-
cenderá.
Es decir la atmósfera es estable. El penacho prácticamente no se abrirá, incluso algunos autores indican
que nunca alcanzará el nivel del suelo en una llanura, las muestras se deben extraer lejos de la base de la
chimenea, en donde se suponga que los gases de escape ya habrán alcanzado el plano del terreno.
P3)
Datos: una Lista I de posibles usos de los modelos y otra Lista II de información que debería suminis-
trar el modelo.
54. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Incógnitas: asignar a cada uso la información a suministrar por el modelo.

Resolución:
1) estimar si una fuente cumple con de las reglamentaciones vigentes d) las concentraciones máxi-
mas de todas las posibles para todas las condiciones meteorológicas y distancias a la fuente;
2) ubicar puntos de muestreo en torno de fuentes c) las ubicaciones donde las concentraciones espe-
radas superan determinados valores mínimos;
3) evaluación de exposiciones agudas b) las concentraciones de determinado contaminante en un
lugar dado del espacio, estimadas para períodos breves;
4) evaluación de exposiciones crónicas a) las concentraciones de determinado contaminante en un
determinado lugar del espacio, promediadas durante períodos largos.
P4)
Datos: una Lista I de información dada por un modelo y otra Lista II de posibles usos del modelo.
Incógnitas: asignar a cada ítem de la lista I el que corresponda en la lista II.
Resolución:
1.) las concentraciones de determinado contaminante en un lugar dado del espacio, promediadas du-
rante períodos largos c) evaluación de exposiciones crónicas;
2.) las concentraciones de determinado contaminante en un dado lugar del espacio, estimadas para per-
íodos breve d) evaluación de exposiciones agudas;
3.) las ubicaciones donde las concentraciones esperadas superan determinados valores mínimos
ubicar puntos de muestreo en torno de fuentes;
4.) las concentraciones máximas de todas las posibles para todas las condiciones meteorológicas y dis-
tancias a la fuente a) estimar si una fuente cumple con de las reglamentaciones vigentes.
P5)
Datos: los gráficos de la fig. 18.
Incógnita: a partir de los siguientes
gráficos, ¿cómo influye la estabilidad
atmosférica en la dispersión de un
contaminante gaseoso emitido desde
una chimenea?

Figura 18
Resolución:
Recordar que las clases de estabilidad según Pasquill se designan con la letra A a las más inestables y con
F a las más estables, correspondiendo la D a las neutras. Los gráficos muestran que, para una misma dis-
tancia x a la fuente, cuanto más inestable es la atmósfera mayor es el respectivo desvío estándar, la curva
normal resultará más achatada y la abertura del penacho será más grande, consecuencia de la mayor tur-
bulencia y mezcla con los gases de la atmosfera. Además si comparamos las curvas correspondientes a
dos distancias diferentes observaremos que las mismas cambian más rápidamente cuanto más inestable es
la atmósfera, por lo que también el correspondiente valor de variará más rápidamente.
Todo lo anterior se puede resumir en la siguiente figura que representa los penachos en el plano vertical,
es decir las distribuciones según el eje z, lo mismos se puede hacer en el plano horizontal, o sea para las
distribuciones según el eje y, perpendicular a la dirección del viento.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 55.

Figura 19
P6)
Incógnitas: ¿ cómo varía la altura efectiva de una chimenea en función de: la diferencia de temperaturas
del gas de escape de una chimenea y de la atmósfera, la velocidad de salida de los gases de escape, la ve-
locidad del viento a la altura de la boca de la chimenea?
Resolución:
La altura efectiva de una chimenea:
a) aumenta al aumentar la diferencia de temperaturas del gas de escape de una chimenea y de la
atmósfera en la que es descargado, pues aumenta la fuerza ascendente de flotación de los gases de
escape en la atmósfera;
b) se reduce al disminuir la velocidad de salida de los gases de escape de la chimenea, pues lo hace
su energía cinética;
c) se reduce al aumentar la velocidad del viento a la altura de la boca de la chimenea, pues el viento
ejerce un esfuerzo horizontal que tiende a curvar el eje del penacho en espa dirección.
P7)
Datos: características del contaminante a remover, partículas de diámetro menor de 1 m.
Incógnita: tipo de tratamiento a emplear.
Resolución:
La eficiencia de remoción de los ciclones para partículas de diámetro menor de 1 m es prácticamente nu-
la, por lo que se los descarta.
El filtro de mangas tiene muy buena eficiencia para partículas del orden del micrón de diámetro, p. ej.
más del 99%, pero se reduce a aproximadamente al 95% para las de 0,1 m y, seguramente, no sea sufi-
ciente para filtrar el aire para una “sala limpia”
Usaría un filtro, en particular un filtro especial de eficiencia muy grande para partículas submicrónicas, p.
ej. los llamados HEPA., tal como tratamos de representar en la figura siguiente.
56. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Figura 20 Filtro de acumulación: partes,

[Casiba S. A], y conjunto armado, [H. Leibold,
et al., 1.993].
P8.
Datos: caudal de gases a tratar Q = 12.000 m3/hora,
carga superficial del material filtrante = 100 m3/m2.hora
y dimensiones de las mangas a usar perímetro útil = perímetromanga = 0,5 m; largo útil = Lmanga =4 m
Incógnitas: superficie de tela y número de mangas necesarias.
Hacer esquemas del equipo, nombrando sus partes.
Resolución:
Resolución:
Q Q
Carga superficial Stela
Stela Carga superficial
La superficie necesaria, Stela , de tela será:
12 . 000 m3 / h
Stela 120 m2
100 m3 / m2 . h
La superficie, Smanga , de cada manga:
Smanga Lmanga perímetromanga 4 m 0, 5m 2 m2
Número, Nmangas , necesario de mangas:
Stela 120 m2
N m angas 60 mangas
Sm anga 2 m2 / manga
En la figura 21 incluimos un esquema muy simplifi-
cado de un filtro de mangas elemental. Fig. 21 Filtro de mangas.
P9)
Datos: tipo de fuente: molino de minerales.
Incógnita: equipo para el tratamiento de los gases de escape.
Hacer esquemas del equipo, nombrando sus partes.
Resolución:
Como las emisiones de un molino de minerales están constituidas básicamente por polvo de característi-
cas diferentes, según el mineral que se esté moliendo, conviene elegir un equipo cuya eficiencia sólo sea
función de la granulometría del polvo a remover, p. ej. un filtro de mangas, probablemente convenga an-
teponerle un ciclón, a los efectos de reducir la carga superficial de polvo grueso, aunque no necesaria-
mente es ventajoso. En la figura 22 tratamos de dibujar un esquema posible de un molino de minerales,
nombrando sus partes fundamentales; en la figura 23 indicamos los posibles puntos desde donde aspirar
localizadamente para ventilar la instalación, evitando la fuga de partículas al ambiente; en la figura 24 tra-
tamos de unir los distintos puntos de aspiración mediante cañerías, cuya distribución real dependerá de la
forma geométrica y de las condiciones del local donde se instalarán los caños y sus accesorios; finalmente
los gases de escape del sistema se pueden tratar mediante un conjunto de ciclón y filtro de mangas, como
el mostrado en la figura 28, o bien sólo de filtro de mangas, según la cantidad de partículas groseras arras-
tradas por el efluente.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 57.

Equipos:
1. molino;
2. elevador a cangilones;
3. zaranda vibratoria;
4. tolva de la embolsadora;
5. embolsadora.
Flujo de materiales:
M. a m.: material a moler;
M. m.: material molido;
R.: rechazo de zaranda;
F.: finos a embolsadora.

Fig. 22. Esquema del equipamiento posible de

un molino de minerales.

Fig. 23. Posibles puntos de aspiración para Fig. 24. Una distribución posible de las cañerías y
la ventilación localizada de la insta- sus accesorios, para la ventilación localiza-
lación de la fig. 22. da de la instalación de la fig. 22.
P10)
Datos: características de las emisiones admisibles, de los gases de escape a tratar y del equipo ofrecido para el
tratamiento (un ciclón).
Incógnita: utilidad del equipo ofrecido, en el caso tratado.
Resolución:
Análisis de cumplimiento:
Contaminante Lím. admisible Emitido por el proceso ¿Cumple? ¿Se debe tratar ¿El ciclón lo trata?
SOx < 200 mg / m3 1.500 mg / m3 NO SI NO
NOx <500 mg / m3 1.000 mg / m3 NO SI NO
CO < 420 mg / m 3 420 mg / m 3 LÍM MEJOR NO
Polvo < 50 mg / m 3 1.100 mg / m 3 NO SI VERIFICAR
Verificación de cumplimiento del límite para el polvo:
Granulometría: Entrada al ciclón Eficiencia del ciclón (1 - Eficiencia) Salida del ciclón
% mg / m3 mg / m3
58. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

<1 m 40 440 0,00 1,00 440
1 m < < 10 m 30 330 0,01 0,99 327
10 m < < 50 m 20 220 0,50 0,50 110
50 m < 10 110 1,00 0,00 000
TOTAL 100 1.100 877
La tabla se completó según los criterios indicados a continuación, donde los números entre paréntesis co-
rresponden a los de las columnas respectivas en la tabla:
(1) según datos (3) = (2) x polvo total emitido por el pro- (5) = 1 - (4)
ceso *
(2) según datos (4) = según curva, dato. (6) = (3) x (5)
3
*Polvo total emitido por el proceso = 1.100 mg / m , según los datos.
Por lo tanto, polvo total emitido por el ciclón = 877 mg / m3 >> 50 mg / m3 no cumple.
En resumen: el ciclón no trata los gases ni tiene eficiencia suficiente para cumplir con los límites impues-
tos a las emisiones de polvo, o sea no es útil para este caso.
Otras consideraciones:
1) La pérdida de carga, H, real del ciclón es aproximadamente de 80 á 100 mm col. agua, no 10 como
indican los datos. En principio no funcionaría
2) Temperatura de los gases a tratar del orden de los 400 ºC:
2.a) la bolsa de polietileno desaparecería en forma inmediata,
2.b) la chapa de acero galvanizado tampoco resistiría.
3) El ventilador aspira del ciclón,, la presión del aire dentro del mismo es inferior a la atmosférica, la bol-
sa de polietileno, aunque soportase la temperatura, resultaría aspirada, no cumpliendo su función.
En conclusión: el equipo ofrecido no sirve para los fines propuestos.
P11)
Datos: información comercial sobre el precipitador electrostático Chiripitifláutico.
Incógnita: veracidad de dicha información.
Resolución:
a. Es muy seguro de operar y mantener pues, pese a ser del tipo convencional, trabaja con una tensión
máxima de 220 V. Falso, tensión máx. 10.000 á 12.000 V o bien 45.000 á 100.000 V, según genere
poco o mucho ozono.
b. Elimina cualquier tipo de contaminante del aire con una eficiencia de más del 98%. Falso, no separa
gases ni vapores, tampoco cualquier tipo de partículas, p. ej. depende de sus propiedades eléctricas.
c. Consume menos energía eléctrica por unidad de volumen de gas tratado que el filtro de mangas o el
ciclón. Puede ser verdadero.
d. De su operación no resultan efluentes líquidos ni residuos sólidos que se deban tratar o disponer. Falso,
¿a dónde va a parar el contaminante removido? ¿o tiene eficiencia de separación nula?
¿Qué opinión le merece lo informado? En general el conjunto del prospecto es falso.

P12)
Datos: tipo de fuente: caldera de una casa de departamentos.
Incógnita: utilidad del equipo para el tratamiento de los gases de escape propuesto, un precipitador elec-
trostático.
Resolución:
La elección de un precipitador electrostático para una casa de departamentos merece los siguientes comentarios.
Rendimiento: separará partículas con un rendimiento aceptables si fue bien elegido y es operado correc-
tamente, no separará gases ni vapores.
Costos de instalación y de operación: el primero es grande, el segundo dependerá mucho del consumo
eléctrico, que no es muy grande, además hay que retirar periódicamente los residuos retenidos, se debe es-
tudiar su destino, ¿será posible agregarlo a la basura domiciliaria? ¿arrastrará productos que lo impidan?
con lo cual pasaría a ser un residuo peligroso, contemplado por las normas legales correspondientes.
Mantenimiento: debe ser llevado a cabo por personal muy especializado, no olvidemos lo complejo del
sistema electrónico y eléctrico que componen el equipo.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 59.

Riesgos: la operación normal del precipitador es a tensiones muy altas, p. ej. del orden de 50.000 á
100.000 V. Esto lo torna en un equipo relativamente peligroso en una casa de departamentos, donde pue-
de estar al alcance de cualquier habitante curioso del edificio, en especial, de los niños.
P13)
Datos: una lista de tipos de equipos para el tratamiento de gases de escape.
Incógnitas: contaminante retenido por cada equipo.
Resolución:
Equipo: tipo de contaminante a remover:
a) Filtro de mangas partículas sólidas
b) Torre de absorción con relleno gases y / o vapores
c) Oxidación catalítica vapores orgánicos
f) Rotor adsorbedor con carbón activado vapores orgánicos
d) Precipitador electrostático partículas sólidas y / o líquidas
e) Ciclón partículas sólidas y / o líquidas
g) Biofiltro gases y / o vapores biotransformables
h) Cámara de sedimentación partículas sólidas y / o líquidas
i) Lavador Venturi partículas sólidas y / o líquidas y gases muy solubles
j) Biolavador gases y / o vapores biotransformables
P14) .
Datos: tres listas, una de contaminantes, otra de métodos de medición y una tercera de tipos de equipos
para el tratamiento de gases de escape.
Incógnitas: métodos de medición y de tratamiento asignables a cada contaminante.
Resolución:
Lista I (contaminan- Lista II (medición): Lista III (tratamientos):
tes):
a) Partículas de sílice 1) Retención sobre papel de filtro y gravi- I) Torres lavadoras
d) Partículas arcillosas metría II) Ciclón y filtro de mangas
e) Partículas de carbón IV) Precipitador electrostático
b) Bióxido de azufre 3) Retención por absorción (burbujeo en frascos I) Torres lavadoras
lavadores) y técnicas de análisis químico
c) Vapores de solventes 2) Retención sobre carbón activado y croma- III) Torres de adsorción con
orgánicos tografía de gases carbón activado
f) Óxidos de nitrógeno 3) Retención por absorción (burbujeo en I) Torres lavadoras; pero es más
frascos lavadores) y técnicas de análisis común usar reducción, catalí-
químico, aunque no es la más adecuada tica o no
P15)
Datos: tipo de contaminante, es un gas tóxico.
Incógnita: adecuación de la presión de trabajo del sistema para tratamiento de los gases de escape.
Resolución:
Si una instalación para la depuración de gases de escape debe trabajar con un gas tóxico conviene que
trabaje a presión menor que la atmosférica para evitar que, en caso de averías en los conductos fugue el
gas al medio ambiente. Si el gas forma mezclas combustibles y / o explosivas con el aire, se deberá eva-
luar cuidadosamente el riesgo de explosión si, por avería, entra aire al sistema al estar a menor presión
que la atmosférica.
P16)
Datos: características de las emisiones a medir y del equipo a emplear para la medición.
Incógnitas: utilidad del equipo a usar para el caso en cuestión y corrección de su armado.
Resolución:
Gases inorgánicos: suponemos que puede ser aceptable el uso de burbujeadores con el reactivo adecuado.
Vapores orgánicos: tal vez funcione la etapa de absorción incluida en el esquema, aunque es difícil, hay
que certificar la técnica, en caso contrario faltaría una etapa de adsorción.
Como se debe tomar una muestra de partículas el muestreo debe ser isocinético, verifiquémoslo:
Velocidad promedio, vch , de los gases de escape en la chimenea:
60. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Qch 54 . 000 m3 / h
vch 54 . 000 m / h
Sch 1 m2
Qbom ba
Velocidad de aspiración, vasp. , de los gases por la boca de la sonda: vasp
Sbocade la sonda
2 2
Dbocade la sonda 0, 020 4
Sbocade la sonda 3,14 10 m2
4 4
Velocidad mínima de aspiración, v mín..asp. , se obtiene con el menor caudal de bombeo, o sea:
0, 001 m3 / minuto
Qm ín. bom ba 1 l / minuto 0, 001 m3 / minuto vm ín. asp. 60 minutos / hora 191 m / hora
3, 14 10 4 m2
Velocidad máxima de aspiración, v máx..asp , se obtiene con el mayor caudal de bombeo, o sea:
0,1 m3 / minuto
Qm áx. bom ba 100 l / minuto 0, 1 m3 / minuto vm áx. asp. 60 minutos / hora 19 .100 m / hora
3, 14 10 4 m2
v mín..asp < v máx..asp << vch o sea el muestreo no podrá ser isocinético.
Además:
1) el tren de muestreo está mal armado, debería ser, p. ej. como el mostrado en la figura 25.
2) falta el sistema para medir las velocidades de los gases de escape en la chimenea, p. ej. mediante un tu-
bo de Pitot en S y un manómetro, como ilustra la figura 26.

Fig. 25. Tren de

muestreo

Fig. 26. Aparatospara medir la velocidad de

los gases.

P17)
Datos: chimenea de 2m de diámetro interior y 70m de altura, los gases de escape ingresan a 5m sobre el
nivel del piso.
Incógnitas: intervalo de alturas en el que se puede colocar el plano de muestreo, el número de putos de
muestreo y su distribución la sección de la chimenea.
Resolución:
El plano de muestreo preferentemente se ubicará a 8 diámetros por encima de la entrada de los gases de
escape a la chimenea y 2 diámetros por debajo de la boca de la chimenea, es decir:
D = 2m 8D = 8 x 2m = 16m a los que hay que sumar la altura de 5m a la que está la entrada de gases,
es decir el nivel inferior al que se puede ubicar el plano de muestreo está a 16 + 5 = 21m de altura y el ni-
vel más alto a 2D = 2 x 2m = 4m por debajo de la boca dela chimenea, es decir a 70m – 4m= 66m de altu-
ra. Por fuera de este intervalo posible de niveles hay que aumentar el número de puntos en los que se de-
berá extraer la muestra.
Según la tabla 1 para 2m de diámetro interior corresponden 20 puntos de muestreo
Diámetro interior de la chimenea o del conducto, metros Número de puntos
D < 0,3 4
0,3 < D< 0,6 8
0,6 < D< 1,2 12
1,2 < D< 2,4 20
2,4 < D< 4,8 32
4,8 < D consultar con las autoridades competentes
Tabla 1. Número mínimo de puntos de muestreo, según norma canadiense. [46]
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 61.

Los 10 puntos se distribuirán en cada uno de dos diámetros perpendiculares conforme con los porcentajes
dados en la tabla 2 según la norma canadiense.
Nº del punto en el diáme- Porcentaje del diámetro de la chimenea comprendido entre la pared interior de la
tro misma y el punto de medición
Cantidad de puntos sobre un diámetro
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
1 14,6 6,7 4,4 3,3 2,5 2,1 1,8 1,6 1,4 1,3 1,1 1,1
2 85,4 25,0 14,7 10,5 8,2 6,7 5,7 4,9 4,4 3,9 3,5 3,2
3 75,0 29,5 19,4 14,6 11,8 9,9 8,5 7,5 6,7 6,0 5,5
4 93,3 70,5 32,3 22,6 17,7 14,6 12,5 10,9 9,7 8,7 7,9
5 85,3 67,7 34,2 25,0 20,1 16,9 14,6 12,9 11,6 10,5
6 95,6 80,6 65,8 35,5 26,9 22,0 18,8 16,5 14,6 13,2
7 89,5 77,4 64,5 36,6 28,3 23,6 20,4 18,0 16,1
8 96,7 85,4 75,0 63,4 37,5 29,6 25,0 21,8 19,4
9 91,8 82,3 73,1 62,5 38,2 30,6 26,1 23,0
10 97,5 88,2 79,9 71,7 61,8 38,8 31,5 27,2
11 93,3 85,4 78,0 70,4 61,2 39,3 32,3
Tabla 2. Ubicación de los puntos de muestreo sobre los diámetros de chimeneas de sección circular.
En la figura 27 representamos las distancias en centímetros, llevadas sobre un diámetro de la chimenea,
que corresponden a esos porcentajes.

Figura 27
P18)
Datos: fábrica de gelatina y cola con medios primitivos, ubicada en una zona residencial próxima al cen-
tro comercial. Lista de métodos de estimación de calidad del aire.
Incógnitas: método de estimación de calidad del aire adecuado para el caso, proposición de soluciones pa-
ra el problema y esquemas de los equipos de tratamiento de gases de escape sugeridos .
Hacer esquemas de los equipos propuestos para el tratamiento de los gases de escape, nombrando sus partes.
Resolución:
Fábrica de gelatina y cola:
Los principales contaminantes que la fábrica podría arrojar serían:
1) Pila de materias primas: olores, efluentes líquidos.
2) Calderos: productos de combustión de la leña: hollín, gases, etc. Vapores con grasa y olores. Al volcar el
contenido: efluentes líquidos.
3) Tinglado: vapores, olores, efluentes líquidos.
4) Molino: polvo, ruidos.
5) En general: insectos, roedores,
Tratamiento:
1º Optimizar todos los equipos, reemplazar p. ej. la combustión leña y calentamiento directo de los calde-
ros por calderas a gas y calentamiento mediante vapor o fluido térmico, en calderos cerrados. Recibir las
materias primas mediante un sistema convenientemente cerrado y ventilado, almacenar todos los materia-
les en tolvas cerradas y convenientemente ventiladas, los transportes de material a granel se pueden hacer
mediante cintas transportadoras o roscas convenientemente cerradas y ventiladas. El secado se puede
hacer en secaderos calentados por los gases de escape de la caldera. Al molino se lo puede encerrar en
una cabina que aísle los ruidos, además con un sistema de ventilación adecuado para asegurar que no emi-
ta polvo. Etc.
62. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

2º Equipos para el tratamiento que se pueden proponer: para los olores: tratamiento biológico. Para las
partículas : ciclón y filtro de mangas. Para los gases de combustión: en general. absorción, no creo que se
justifique si quema gas, mejor control adecuado de la combustión. Ruidos: tratamiento adecuado, p. ej.
encerrar el equipo en cabinas.
En las figuras 28 á 30 hemos tratado de esquematizar los equipos para tratamiento de gases de escape mencio-
nados.
En la figura:
F. m. filtro deman-
gas.
V. ventilador.
C. ciclón.

Fig. 28. Equipamiento para remover partículas

de un efluente gaseoso.

Fig. 29. Esquema de un biofiltro

(Fuchs Gas- und Wasser-
technik G. m. b. H.).

Fig. 30. Torre con relleno para el

lavado de los gases.

Para tener una primera idea de la calidad del aire de la zona :

a- una norma de calidad del aire, no sirve, indica lo que debe ser, no lo que es
b- un sistema automático de monitoreo continuo, ¿se justificará?
c- una encuesta de opinión, respuesta condicionada
d- una norma de emisiones, no sirve, indica lo que debe ser, no lo que es
e- un inventario de emisiones. útil
P19)
Datos: características principales de la fuente, una fábrica de ácido sulfúrico, y de la zona en la que se en-
cuentra. Lista de métodos de estimación de calidad del aire.
Incógnitas: método de estimación de calidad del aire adecuado para el caso, proposición de soluciones.
Resolución:
Fábrica de ácido sulfúrico.
Para tener una primera idea aproximada de la situación de la calidad del aire en la zona utilizaría:
a- una norma de calidad del aire, no sirve
b- un sistema automático de monitoreo continuo, ¿se justificará?
c- una encuesta de opinión, respuesta condicionada
d- una norma de emisiones, no sirve
e- un inventario de emisiones. útil
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 63.

Posibles soluciones al problema:

reemplazar la tecnología y el equipamiento productivo por otro moderno,
tratar los gases de escape de todas las fuentes de la fábrica, pilas de materiales, equipos producti-
vos, etc. P. ej. los óxidos de azufre se pueden absorber en una torre al efecto.
P20)
Datos: características principales de la zona y de las fuentes fijas más importantes en la misma.
Incógnitas: planes para estimar la calidad del aire en la zona.
Resolución:
Población de unos 20.000 habitantes.
Para tener una idea rápida se puede emplear una encuesta comunitaria sobre la calidad del aire, un
inventario de emisiones complementado con el empleo de modelos de dispersión de contaminantes en la
atmósfera. No olvidar otras fuentes importantes, como los automotores.
Para conocer a fondo el problema: llevar a cabo un plan de mediciones de emisiones, en las fuentes, y
de las inmisiones, en el ambiente general. Primero mediante equipos móviles, que se pueden complementar
luego con otros sistemas fijos, unos de monitoreo de las fuentes y otros, en red, para medir inmisiones.
P21)
Datos: tipo de fuente: molino de minerales.
Incógnita: reconocimiento y solución del posible problema de contaminación atmosférica generado por la
fuente.
Resolución:
A) Para estudiar el problema de la contaminación del aire en un molino de minerales se podría requerir la
siguiente información:
1) Información geográfica: provincia, ciudad, barrio, manzana, edificios linderos, poblaciones de riesgo
próximas, p. ej. las de hospitales, escuelas o geriátricos. En determinados casos puede ser importante co-
nocer el estado de salud general en la zona y principales o determinadas enfermedades reinantes en la po-
blación general. P. ej. si existen muchos casos de pneumoconiosis, causas posibles de la misma, etc.
2) Normas legales y administrativas a cumplir. En parte son consecuencia de lo que resulte del punto anterior.
3) Descripción detallada del establecimiento:
3.a. Proceso productivo; 3.b. productos; 3.c. materias primas y otros insumos; 3.d. turnos de trabajo; 3.e.
personal ocupado y su distribución en los turnos de trabajo, incluyendo su estado de salud; 3.f. energía
utilizada, cantidad, tipo (mecánica, eléctrica, térmica, etc.), origen, proveedor; 3.g. maquinaria y equipa-
miento; 3.h. edificios e instalaciones; etc.
Todo la anterior se volcará en memorias descriptivas, planos, diagramas de procesos y de flujos de mate-
riales y desechos, hojas de seguridad de los materiales, historias clínicas de los empleados, etc.
B) Las principales tareas a cumplir serían:
I) se identificarán las fuentes de emisiones; II) se tratará de estimar el riesgo asociado a cada una, III) se
irá estudiando detenidamente cada una de ellas, de acuerdo a un grado decreciente de riesgo asociado a
las mismas; IV) se harán las mediciones correspondientes y, V) se propondrán las medidas de corrección
pertinentes. Llevadas a cabo las mismas, VI), se repetirán las mediciones para determinar el grado de
cumplimiento de los objetivos fijados, que, por lo menos, serán satisfacer los límites legales admisibles.
C) Origen de la información: la del punto 1) se requerirá tanto en fuentes académicas, bibliotecas, etc.
como en organismos oficiales, p. ej. del gobierno nacional, provincial o municipal, hospitales y salas de
primeros auxilios, etc. Además se recurrirá a la inspección ocular del área y a los antecedentes obrantes
en la empresa.
Las normas a cumplir se obtienen también de las fuentes oficiales indicadas.
La descripción del establecimiento, si no existe ya, se elaborará en función de información suministrada
por la propia empresa, por los proveedores de materias primas, insumos, máquinas y equipos, etc.
Además lo que informen los Servicios de Higiene y Seguridad en el Trabajo y de Medicina Laboral ser-
virá para determinar el estado de salud del personal y asignar posibles relaciones causa consecuencia en-
tre estado de salud y contaminante emitido.
Residuos sólidos.
P1)
Datos: existencia de residuos sólidos industriales.
Incógnitas: consideraciones básicas para su manejo.
Resolución:
En forma general, para resolver un problema de manejo de residuos sólidos industriales debería considerarse:
64. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

1º) No producir el residuo, si es necesario no se debería fabricar el producto principal. Antes de decidir
elaborar un producto nuevo hay que preguntarse ante los residuos que genera ¿vale realmente producirlo?
Al respecto no se debe olvidar que el fin primordial de una empresa es dar un servicio o producir un bien
útil a la sociedad, no ganar dinero; que deba ganar algo para poder subsistir es lógico, pero no es ese su
fin primordial. Una empresa sólo justifica su existencia por el bien que hace, no por las ganancias econó-
micas que trae. Al fin y al cabo una empresa industrial o comercial es el resultado de una actividad huma-
na, y, como tal, no puede tener otra finalidad última que la salvación del alma del hombre y ésta no pasa,
precisamente, por el dinero. Éste puede servir para lograr aquélla sólo en la medida que permita lograr el
bien común.
2º) Si hay que producir el residuo, se procurará que su cantidad sea la mínima posible.
3º) A ese mínimo se lo debe reciclar en el propio proceso productivo o reusar en otra cosa. Sea, por ejem-
plo, una fábrica de botellas de material plástico, si sale mal alguna puede reciclar el plástico a la extruso-
ra y volver a usarlo inmediatamente, entiendo que las botellas así fabricadas pierden algo de su calidad,
pero suele ser el mejor uso que se le puede dar al material.
En cambio otra empresa puede comprar desechos plásticos para fabricar macetas descartables, resultando
un plástico mezclado de baja calidad, así pueden llegar a ella botellas fabricadas en la anterior, pero al fi-
nal de su vida útil como botellas, para ser reusado el plástico que las compone.
4º) Los desechos que han superado las etapas anteriores, es decir que han sido producidos, en cantidades
mínimas y, en lo posible, reciclados o reusados al máximo, serán considerados residuos de la empresa que
habrá que tratar y / o disponer.
Generalmente el tratamiento tiene por objeto transformar el residuo de manera de lograr que no sea con-
taminante, o bien reducir su masa o su volumen para facilitar su disposición final.
Normalmente la selección de un proceso de reutilización, reciclado o tratamiento será una función, al me-
nos, de: la cantidad y la calidad del desecho, del mercado para el mismo y / los productos de su transfor-
mación. A su vez, al estudiar dicho mercado se deberán considerar variables tales como distancias a cu-
brir y relación temporal entre oferta y demanda.
P2)
Datos: características de un residuo sólido: papeles y cartones 95 %; piolines y paja 3 %; humedad 2 %.
Los % son en peso.
Incógnitas: manejo del mismo.
Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
Todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y del mercado,
tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
Así, si es un montón de un par de kilos, en un domicilio cualquiera, se pueden regalar a los comerciante
de la zona, p. ej. para envolver huevos o artículos de vidrio.
Si son diarios recibidos todos los días en una casa de familia se puede buscar quien los compre, o institu-
ciones de beneficencia que los retiren.
Si la cantidad es grande y, sobre todo, si se dispone de ellos con cierta periodicidad se puede intentar su
venta a empresas del rubro papelero.
Otra alternativa, si es necesario obtener calor se puede pensar en su incineración. Habría que hacer la re-
lación costo beneficio entre esta y las otras soluciones propuestas.
P3)
Datos: características de un residuo sólido: madera 98 %; limaduras de plata 1,5 %; limaduras de oro
0,5 %. Los % son en peso.
Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
Nuevamente, todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y
del mercado, tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
Un residuo de este tipo queda al levantar los pisos de talleres de joyería, se venden a empresas especiali-
zadas, que recuperan los metales preciosos.
Si fuera una parte de un mueble taraceado seguramente se guardaría como recuerdo, se entregaría a un
museo o se podría vender a algún interesado.
P4)
Datos: características de un residuo sólido: materia orgánica 80%; humedad 10%; residuo mineral
10%, 50% de este residuo mineral está constituido por sales de cromo trivalente. Los % son en peso.
Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 65.

Resolución:
Nuevamente, todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y
del mercado, tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
En este caso el cromo le confiere toxicidad al residuo, si es un trozo de cuero curtido al cromo arrojado en
nuestra casa, se agrega a la basura domiciliaria.
En cambio si es un desecho de una curtiembre o de una talabartería, que alcanza a muchos kilogramos por
día se deberá buscar un reuso, como podría ser fabricar algún tipo de aglomerado, o bien mezclado con
arcilla emplearlo para ladrillos, en ambos casos se deberá tener en cuenta los problemas de higiene laboral
asociados, la posibilidad de aparición de efluentes líquidos y, en particular en el caso de los ladrillos,
hacer un ensayo de lixiviación para asegurar que los mismos no se transformen en un residuo peligrosos,
también habrá que vigilar los gases de escape del horno respectivo.
Otra alternativa sería procurar algún método para recuperar el cromo, de todas maneras el residuo resul-
tante contendría algo del mismo elemento, por lo que seguiría siendo tóxico.
Se podría pensar en incinerarlos y disponer las cenizas y escorias como residuo peligrosos. Hay que cui-
dar mucho los gases de escape.
P5)
Datos: características de un residuo sólido: materia orgánica (restos de comida) 60%; residuo mineral
10%; humedad 30%; tóxicos 0%. Los % son en peso.
Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
Una vez más, todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y
del mercado, tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
En este caso parece corresponder al análisis de una basura domiciliaria o similar, carente de substancias
tóxicas y pobre en restos minerales, si corresponde a lo generado por una casa de familia en una ciudad
con servicio municipal de recolección de residuos sólidos, ése podría ser su destino. Si se carece del ser-
vicio, p. ej. una casa en el campo, los residuos pueden usarse para alimentar animales de granja o para fa-
bricar mantillo, para ello habrá que cuidar su calidad, p. ej. separando los residuos tóxicos, como pilas, la-
tas, recipientes usados de plaguicidas, o bien destinárselos a un pequeño rellenamiento sanitario, casero,
donde la principal preocupación sería alejarla de las casas y de fuentes de agua, y cubrirla con tierra in-
mediatamente después de dispuesta, para evitar la proliferación de insectos y roedores.
Si se trata de la basura de una casa de comidas, su cantidad puede ser importante, previa selección para
asegurar su calidad, se la podría enviar a una fábrica de mantillo, ya que su uso para alimentación de ani-
males criados a escala industrial puede ser perjudicial, por posible transmisión de enfermedades, no obs-
tante, habría que profundizar el estudio.
Si se tratara de toda la basura generada por una población se podría fabricar mantillo, usando sólo la parte
putrescible y quitando todos los tóxicos e inertes, que se enviarán a un rellenamiento sanitario o de segu-
ridad, según corresponda.
P6)
Datos: características de un residuo sólido: aserrín y virutas de madera 95%; residuo mineral 5%. % en peso.
Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
De nuevo, todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y del
mercado, tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
Si se trata de unos pocos gramos, generados muy rara vez, p. ej. en un domicilio particular donde repara-
ron un mueble, se lo agrega a la basura domiciliaria, para ser recogido por el correspondientes servicio
municipal. Eventualmente se lo puede agregar a la tierra de una maceta, como aporte de materia orgánica y me-
jorar sus condiciones.
Si son cantidades más importantes, pero no muy grandes, se puede usar, mezclada con jabón, para lavarse
las manos en algún taller mecánico, o mezclada con kerosene, para limpiar pisos, como se suele hacer en
nuestra Facultad.
Cantidades mayores, generadas con continuidad, p. ej. en fábricas de muebles, aserraderos y demás, se
pueden usar para fabricar madera aglomerada, quemar para generar calor, mezclar con arcilla para elabo-
rar ladrillos, usar para cama de animales, etc. Todo dependerá de las necesidades locales, de los costos y
de la existencia de los mercados respectivos.
P7)
Datos: características de un residuo sólido: materia orgánica (restos de comida) 60%; residuo mineral
10%; humedad 30%; tóxicos ---. Los % son en peso.
66. Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas.

Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
El enunciado de este problema es muy similar al del P5, la diferencia fundamental, y muy importante,
está en que en aquél en el rubro tóxicos se informaba 0 %, es decir no existen dentro del margen de sensi-
bilidad de los métodos de análisis empleados, en cambio en éste se informa tóxicos ---, o sea no se infor-
ma si existen o no, seguramente no se han analizado y, eventualmente pueden existir.
Hay que solicitar que se informe taxativamente si existen tóxicos o no, y si los hay deberán informarnos
cuáles son, en qué concentración se encuentran, etc.
Si no los hay, la solución corresponde a lo visto en P5, si los hay habrá que estudiar a fondo el problema,
p. ej. los residuos domiciliarios suelen arrastrar tóxicos, p. ej. de un recipientes de insecticidas de uso
hogareño ya agotados, pilas, remedios, etc. y, sin embargo se los trata según vimos en P5.
En cambio si los tóxicos no se pueden separar y no son biodegradables seguramente que no se podrán
usar los residuos para fabricar mantillo, una probable solución sería la incineración, con todos los riesgos
ambientales que la misma conlleva.
P8)
Datos: características de un residuo sólido: restos de petróleo 70%; Materia orgánica (otros orígenes)
10%; residuo mineral, casi todo arena 15%; humedad 5%. Los % son en peso.
Incógnitas: manejo del mismo. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
De nuevo, todo dependerá de la calidad del residuo, que es el único dato disponible, de su cantidad y del
mercado, tanto para el residuo como para el de los productos de su eventual tratamiento.
Cuando pensamos este enunciado recordamos los restos que quedan en el fondo de los tanques de fuel oil
en las fábricas. La limpieza de tales tanques es poco frecuente, en ese caso se buscará una empresa que se
haga cargo de los residuos.
En cambio una de tales empresas que llevan los residuos de tales tanques, o bien una empresa petrolera o
petroquímica dispondrán de cantidades importantes y en forma más o menos continua. Una solución
podría ser emplearlos como combustible, mediante sistemas de combustión adecuados, habría que averi-
guar si se los puede usar para la fabricación de material asfáltico para caminos o para fondo de celdas de
rellenamientos sanitarios, etc.
P9)
Datos: características de los residuos sólidos generados en un taller metalúrgico. Los % son en peso.
Máquinas A ý B virutas de metales ferrosos 95%
aceite de maquinado 5%
Máquina C virutas de broce 98%
aceite de maquinado 2%
Sección embalado y despacho aserrín y virutas de madera 80%
papeles, cartones y piolines 18%
clavos y flejes metálicos 2%
Comedor materia orgánica putrescible (restos de comida) 65%
papeles, humedad, etc. 35%
Incógnitas: manejo de los mismos. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
La primera condición es no mezclar los residuos sólidos, para que conserven su posible valor y no trans-
formarlos en basura. Por ejemplo, las virutas de metales ferrosos y las de bronce, por separado, se venden
a buen precio, según las condiciones del mercado, pero si se mezclan prácticamente carecen de valor. El
aceite de maquinado se separa por gravedad, mediante colado y, entiendo, que lo que pueda quedar no in-
fluye sobre el valor de los residuos.
Como se trata de un taller metalúrgico supondremos que las cantidades generadas son relativamente im-
portantes. Las respuestas a los residuos por separado las hemos ido dando en problemas anteriores.
En la sección embalado y despacho, los clavos y flejes metálicos deben ser separados de los otros resi-
duos, para evitar accidentes, y se los juntará con las virutas metálicas de las otras secciones, según su
composición.
P10)
Datos: características de los residuos sólidos generados en una fábrica, los % son en peso.
 Colección de preguntas y problemas y respuestas a algunos problemas. 67.

Sección A: virutas de madera 90 %, aserrín 10 %;

Sección B: virutas de hierro y sus aleaciones 90 %, aceite de corte 10 %;
Sección C: virutas de bronce 95 %, aceite de corte 5 %;
Sección D: restos de alquitrán y coque, con arena 100 %, la mezcla tiene un poder calorífico de 6.000 Kcal / kg;
Comedor: restos de comida 70 %, humedad 10 %, papeles, polietileno, latas, etc. 20%.
Incógnitas: manejo de los mismos. Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
Este problema es similar al anterior, una alternativa interesante la constituyen los restos de la sección D,
si se necesita calor pueden ser quemados en un sistema a propósito, pero también se debe averiguar si
podrían usarse para asfaltado de calles, techos, fondo de celdas para rellenamiento, etc.
P11)
Datos: algunas características de los residuos sólidos y sus orígenes en una población de campo, así co-
mo información sobre su manejo actual.
Incógnitas: medidas para lograr un manejo adecuado de los residuos sólidos respectivos.
Indicar las razones tomadas en cuenta para decidir.
Resolución:
Seguramente habrá que revisar todo el manejo de los residuos urbanos, desde su recolección hasta su dis-
posición final. Habría que analizar la conveniencia de implementar un sistema de recolección separada,
previa campaña de enseñanza pública.
A la industria química conviene imponerle límites a las emisiones gaseosas y líquidas y a sus residuos
sólidos, así como normas de calidad del medio, sea aire, agua o suelo, e indicarle que no debe hacer con
los residuos peligrosos, p. ej. no deberá enviarlos a un rellenamiento sanitario, pero no conviene indicarle
qué debe hacer con sus residuos, pues en el caso de fracasar, la responsabilidad sería de la municipalidad.
El basural existente será clausurado y reemplazado por un rellenamiento sanitario, debidamente ubicado,
planificado y operado. Se puede estudiar la posibilidad de instalar una fábrica de mantillo.
Los residuos patogénicos del hospital, que seguramente serán pocos, se podrán disponer adecuadamente,
p. ej. entre capas de cal, en una parte reservada del terreno para rellenamiento sanitario, o bien del cemen-
terio. Otra alternativa es incinerarlos en un horno adecuado, en el propio hospital o de terceros.
Dios mediante, continuará...
Agradecimientos: a Dios, Nuestro Señor, a Nuestra Señora, la Virgen María, y a mis Padres.
Bs. As. 21 de Marzo del 2.016.
Ing. Juan Manuel Sánchez.
 4. 1.
tad, salido de un lance apurado... Obra mía es todo es- QUINCE MINUTOS EN COMPAÑÍA
to, y Yo te lo he proporcionado; ¿por qué no has de DE JESÚS SACRAMENTADO.
manifestarme por ello tu gratitud y decirme sencilla- Método para hablar con Nuestro Señor, después
mente, como un hijo a su padre: ¡Gracias, Padre mío, de la Comunión, en las Cuarenta Horas, en la Visita
gracias! El agradecimiento trae consigo nuevos bene- de Monumentos, o en cualquier otro tiempo.
ficios, porque al bienhechor le agrada verse corres-
pondido. No es preciso, hijo mío, saber mucho para agra-
darme mucho; basta que me ames con fervor. Hábla-
¿Tampoco tienes promesa alguna que hacerme? me, pues, sencillamente, como hablarías al más íntimo
Leo, ya lo sabes, el fondo de tu corazón; a los de tus amigos, como hablarías a tu madre, a tu herma-
hombres se les engaña fácilmente, a Dios no; hábla- no.
me, pues, con toda sinceridad. ¿Tienes firme resolu-
ción de no exponerte ya más a aquella ocasión de pe- ¿Necesitas hacerme, en favor de alguien, una
cado? ¿De privarte de aquel objeto que te dañó? ¿De súplica cualquiera?
Dime su nombre, bien sea el de tus padres, bien el
no leer más aquel libro que exaltó tu imaginación?
de tus hermanos y amigos, dime en seguida qué qui-
¿De no tratar más a aquella persona que turbó la paz
sieras que hiciese actualmente por ellos. Pide mucho,
de tu alma? ¿Volverás a ser dulce, amable y condes-
cendiente con aquella otra a quien, por haberte falta- mucho, no vaciles en pedir; me gustan los corazones
generosos que llegan a olvidarse en cierto modo de sí
do, miraste hasta hoy como a enemiga?
Ahora, hijo mío, vuelve a tus ocupaciones habi- mismos, para atender a las necesidades ajenas.
tuales, a tu familia, a tu estudio... pero no olvides los Háblame así, con sencillez, con llaneza, de los pobres
quince minutos de grata conversación que hemos te- a quienes quisieras consolar, de los enfermos, a quie-
nido los dos en la soledad del Santuario. Guarda, en lo nes ves padecer; de los extraviados, que anhelas vuel-
que puedas, silencio, modestia, recogimiento, re- van al buen camino; de los amigos ausentes, que qui-
signación y caridad con el prójimo. Ama a mi Madre, sieras ver otra vez a tu lado. Dime por todos una pala-
que lo es también tuya, la Virgen Santísima... y vuel- bra siquiera, pero una palabra de amigo, una palabra
entrañable y fervorosa. Recuérdame que he prometido
ve otra vez mañana, con el corazón más amoroso to-
escuchar toda súplica que salga del corazón, ¿y no ha
davía, más entregado a mi servicio; en el mío encon-
de salir del corazón el ruego que me dirijas por aque-
trarás cada día nuevo amor, nuevos beneficios, nuevos
consuelos. llos que tu corazón más especialmente ama?
De: Áncora de Salvación. R. P. José Mach, S. J. ¿Y para ti, no necesitas alguna gracia?
Buenos Aires, 1.944. Hazme, si quieres, una como lista de tus necesida-

4. 1.
tad, salido de un lance apurado... Obra mía es todo es- QUINCE MINUTOS EN COMPAÑÍA
to, y Yo te lo he proporcionado; ¿por qué no has de DE JESÚS SACRAMENTADO.
manifestarme por ello tu gratitud y decirme sencilla- Método para hablar con Nuestro Señor, después
mente, como un hijo a su padre: ¡Gracias, Padre mío, de la Comunión, en las Cuarenta Horas, en la Visita
gracias! El agradecimiento trae consigo nuevos bene- de Monumentos, o en cualquier otro tiempo.
ficios, porque al bienhechor le agrada verse corres-
pondido. No es preciso, hijo mío, saber mucho para agra-
darme mucho; basta que me ames con fervor. Hábla-
¿Tampoco tienes promesa alguna que hacerme? me, pues, sencillamente, como hablarías al más íntimo
Leo, ya lo sabes, el fondo de tu corazón; a los de tus amigos, como hablarías a tu madre, a tu herma-
hombres se les engaña fácilmente, a Dios no; hábla- no.
me, pues, con toda sinceridad. ¿Tienes firme resolu-
ción de no exponerte ya más a aquella ocasión de pe- ¿Necesitas hacerme, en favor de alguien, una
cado? ¿De privarte de aquel objeto que te dañó? ¿De súplica cualquiera?
no leer más aquel libro que exaltó tu imaginación? Dime su nombre, bien sea el de tus padres, bien el
¿De no tratar más a aquella persona que turbó la paz de tus hermanos y amigos, dime en seguida qué qui-
de tu alma? ¿Volverás a ser dulce, amable y condes- sieras que hiciese actualmente por ellos. Pide mucho,
cendiente con aquella otra a quien, por haberte falta- mucho, no vaciles en pedir; me gustan los corazones
do, miraste hasta hoy como a enemiga? generosos que llegan a olvidarse en cierto modo de sí
mismos, para atender a las necesidades ajenas.
Ahora, hijo mío, vuelve a tus ocupaciones habi-
tuales, a tu familia, a tu estudio... pero no olvides los Háblame así, con sencillez, con llaneza, de los pobres
a quienes quisieras consolar, de los enfermos, a quie-
quince minutos de grata conversación que hemos te-
nes ves padecer; de los extraviados, que anhelas vuel-
nido los dos en la soledad del Santuario. Guarda, en lo
que puedas, silencio, modestia, recogimiento, re- van al buen camino; de los amigos ausentes, que qui-
signación y caridad con el prójimo. Ama a mi Madre, sieras ver otra vez a tu lado. Dime por todos una pala-
que lo es también tuya, la Virgen Santísima... y vuel- bra siquiera, pero una palabra de amigo, una palabra
ve otra vez mañana, con el corazón más amoroso to- entrañable y fervorosa. Recuérdame que he prometido
davía, más entregado a mi servicio; en el mío encon- escuchar toda súplica que salga del corazón, ¿y no ha
trarás cada día nuevo amor, nuevos beneficios, nuevos de salir del corazón el ruego que me dirijas por aque-
consuelos. llos que tu corazón más especialmente ama?
De: Áncora de Salvación. R. P. José Mach, S. J. ¿Y para ti, no necesitas alguna gracia?
Buenos Aires, 1.944. Hazme, si quieres, una como lista de tus necesida-
 2. 3.
des; ven y léela en mi presencia. ras interesarme algo en tu favor? soy, hijo mío, dueño
Dime francamente que sientes orgullo, amor a la de los corazones, y dulcemente los llevo, sin detri-
sensualidad y al regalo; que eres egoísta, inconstante, mento de su libertad, a donde me place.
negligente... y pídeme luego que venga en ayuda de ¿Sientes acaso tristeza o mal humor?
los esfuerzos, pocos o muchos, que haces para sacudir Cuéntame, cuéntame, alma desconsolada, tus tris-
de encima de ti tales miserias. tezas con todos sus pormenores. ¿Quién te hirió?
No te avergüences, ¡pobre alma! ¡Hay en el Cielo ¿quién lastimó tu amor propio? ¿quién te ha menos-
tantos Santos de primer orden que tuvieron estos preciado? Acércate a mi Corazón, que tiene bálsamo
mismos defectos! Pero rogaron con humildad... y po- eficaz para todas estas heridas del tuyo. Dame cuenta
co a poco se vieron libres de ellos. de todo y acabarás en breve por decirme que, a seme-
Ni tampoco vaciles en pedirme bienes espirituales janza mía, todo lo perdonas, todo lo olvidas; y en pa-
y corporales; salud, memoria, éxito feliz en tus traba- go recibirás mi consoladora bendición.
jos, negocios o estudios... todo eso puedo darte, y lo ¿Temes por ventura? ¿Sientes en tu alma aquellas
doy, y deseo me lo pidas en cuanto no se oponga, an- vagas melancolías, que, no por ser infundadas, dejan
tes favorezca y ayude, a tu santificación. Hoy por hoy, de ser desgarradoras? Échate en brazos de mi provi-
¿qué necesitas? ¿qué puedo hacer por tu bien? ¡Si su- dencia. Contigo estoy; aquí, a tu lado me tienes; todo
pieras los deseos que tengo de favorecerte! lo veo, todo lo oigo, ni un momento te desamparo.
¿Traes ahora mismo entre manos algún proyecto? ¿Sientes desvío de parte de personas que antes te
Cuéntamelo todo minuciosamente. ¿Qué te pre- quisieron bien, y ahora, olvidadas, se alejan de ti, sin
ocupa? ¿qué piensas? ¿qué deseas? ¿Qué puedo hacer que les hayas dado el menor motivo? Ruega por ellas
por tu hermano, por tu hermana, por tu amigo, por tu y Yo las volveré a tu lado, si no han de ser obstáculo a
superior? ¿Qué desearías hacer por ellos? tu santificación.
Y por Mí ¿no sientes deseos de mi gloria? ¿No ¿Y no tienes tal vez alegría alguna que comuni-
quisieras poder hacer algún bien a tus prójimos, a tus carme?
amigos, a quienes amas tal vez mucho y que viven ¿Por qué no me haces partícipe de ella, a fuer de
quizás olvidados de Mí? buen amigo? Cuéntame lo que desde ayer, desde la
Dime qué cosa llama hoy particularmente tu aten- última visita que me hiciste, ha consolado y hecho
ción, qué anhelas más vivamente y con qué medios como sonreír tu corazón. Quizá has tenido agradables
cuentas para conseguirlo. Dime si te sale mal tu em- sorpresas, quizás has recibido faustas noticias, una
presa y Yo te diré las causas del mal éxito. ¿No quisie- carta, una muestra de cariño; has vencido una dificul-

2. 3.
des; ven y léela en mi presencia. ras interesarme algo en tu favor? soy, hijo mío, dueño
Dime francamente que sientes orgullo, amor a la de los corazones, y dulcemente los llevo, sin detri-
sensualidad y al regalo; que eres egoísta, inconstante, mento de su libertad, a donde me place.
negligente... y pídeme luego que venga en ayuda de ¿Sientes acaso tristeza o mal humor?
los esfuerzos, pocos o muchos, que haces para sacudir Cuéntame, cuéntame, alma desconsolada, tus tris-
de encima de ti tales miserias. tezas con todos sus pormenores. ¿Quién te hirió?
No te avergüences, ¡pobre alma! ¡Hay en el Cielo ¿quién lastimó tu amor propio? ¿quién te ha menos-
tantos Santos de primer orden que tuvieron estos preciado? Acércate a mi Corazón, que tiene bálsamo
mismos defectos! Pero rogaron con humildad... y po- eficaz para todas estas heridas del tuyo. Dame cuenta
co a poco se vieron libres de ellos. de todo y acabarás en breve por decirme que, a seme-
Ni tampoco vaciles en pedirme bienes espirituales janza mía, todo lo perdonas, todo lo olvidas; y en pa-
y corporales; salud, memoria, éxito feliz en tus traba- go recibirás mi consoladora bendición.
jos, negocios o estudios... todo eso puedo darte, y lo ¿Temes por ventura? ¿Sientes en tu alma aquellas
doy, y deseo me lo pidas en cuanto no se oponga, an- vagas melancolías, que, no por ser infundadas, dejan
tes favorezca y ayude, a tu santificación. Hoy por hoy, de ser desgarradoras? Échate en brazos de mi provi-
¿qué necesitas? ¿qué puedo hacer por tu bien? ¡Si su- dencia. Contigo estoy; aquí, a tu lado me tienes; todo
pieras los deseos que tengo de favorecerte! lo veo, todo lo oigo, ni un momento te desamparo.
¿Traes ahora mismo entre manos algún proyecto? ¿Sientes desvío de parte de personas que antes te
Cuéntamelo todo minuciosamente. ¿Qué te pre- quisieron bien, y ahora, olvidadas, se alejan de ti, sin
ocupa? ¿qué piensas? ¿qué deseas? ¿Qué puedo hacer que les hayas dado el menor motivo? Ruega por ellas
por tu hermano, por tu hermana, por tu amigo, por tu y Yo las volveré a tu lado, si no han de ser obstáculo a
superior? ¿Qué desearías hacer por ellos? tu santificación.
Y por Mí ¿no sientes deseos de mi gloria? ¿No ¿Y no tienes tal vez alegría alguna que comuni-
quisieras poder hacer algún bien a tus prójimos, a tus carme?
amigos, a quienes amas tal vez mucho y que viven ¿Por qué no me haces partícipe de ella, a fuer de
quizás olvidados de Mí? buen amigo? Cuéntame lo que desde ayer, desde la
Dime qué cosa llama hoy particularmente tu aten- última visita que me hiciste, ha consolado y hecho
ción, qué anhelas más vivamente y con qué medios como sonreír tu corazón. Quizá has tenido agradables
cuentas para conseguirlo. Dime si te sale mal tu em- sorpresas, quizás has recibido faustas noticias, una
presa y Yo te diré las causas del mal éxito. ¿No quisie- carta, una muestra de cariño; has vencido una dificul-