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• Pepito Belmudez

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. I.

RECOPILACIÓN, ANÁLISIS Y ACTUALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE ............................ 3 ANTECEDENTES:............................................................................................................................................. 3 OBJETIVOS ..................................................................................................................................................... 4 ALCANCES ...................................................................................................................................................... 4 RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN ............................................................................................................ 4 VISITAS EXTRAORDINARIAS ........................................................................................................................... 5 DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ........................................................................................................... 5 I.1 MARCO FÍSICO ..................................................................................................................................... 5 I.1.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA ............................................................................................................ 5 I.1.2 CLIMA ........................................................................................................................................... 8 I.1.3 HIDROLOGÍA .................................................................................................................................. 9 I.1.4 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA ..................................................................................................... 11 I.2 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS ....................................................................................................... 14 I.2.1 DEMOGRAFÍA............................................................................................................................... 14 I.2.2 NIVEL DE VIDA ............................................................................................................................. 17 I.3 USOS DEL AGUA Y FUENTES DE CONTAMINACIÓN ......................................................................... 18 I.3.1 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES ............................................................................ 18 I.3.2 GASTO Y CALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES ................................................................................. 18 I.3.3 TIPO DE INDUSTRIA Y PRINCIPALES CONTAMINANTES ........................................................................ 18

II.

ESTUDIOS BÁSICOS.......................................................................................................................... 19 II.1 AFORO Y MUESTREO. ................................................................................................................... 19 II.1.1 E STRUCTURACIÓN DEL PROGRAMA DE AFORO Y MUESTREO .............................................................. 19 II.1.2 E STACIONES Y /O PUNTOS DE AFORO .............................................................................................. 20 II.1.3 PERÍODO DE MEDICIÓN Y FRECUENCIA DE AFORO ............................................................................ 21 II.1.4 MÉTODOS Y EQUIPOS DE AFORO .................................................................................................... 21 II.1.5 GASTOS DE DISEÑO Y MODULACIÓN ............................................................................................... 21 II.2 TRABAJOS DE LABORATORIO DE CALIDAD DEL AGUA ............................................................... 24 II.2.1 MUESTREO Y CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES ............................................................. 24 II.2.2 PARÁMETROS Y CONSTANTES DE DISEÑO ........................................................................................ 32 II.3 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS .......................................................................................................... 34 II.3.1 LEVANTAMIENTO DE SITIO DE PLANTA DE TRATAMIENTO .................................................................. 34 II.3.2 CÁLCULO Y E LABORACIÓN DE PLANOS ............................................................................................. 37 II.4 ESTUDIO DE GEOTECNIA .............................................................................................................. 37 CONSIDERACIONES GENERALES ........................................................................................................................... 37 TRABAJOS DE CAMPO ........................................................................................................................................ 38 II.4.1 GEOTECNIA EN EL SITIO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO ................................................................... 38

III. APROVECHAMIENTOS ACTUALES Y POTENCIALES DE LAS AGUAS RESIDUALES CRUDAS Y TRATADAS. ............................................................................................................................................... 39 IV.

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ............................................................................................................. 39 IV.1 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD TÉCNICA DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO ................ 39 IV.1.1 E VALUACIÓN DE ALTERNATIVAS ...................................................................................................... 40 IV.1.2 ANÁLISIS TÉCNICO DE LAS ALTERNATIVAS ........................................................................................ 40 IV.2 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO ......... 43 IV.3 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD FINANCIERA DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO .......... 43 IV.4 EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS. ............................................................................. 44

V.

PROYECTO EJECUTIVO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO ............................................................. 45 V.1 DISEÑO DE LAS OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS DE TRATAMIENTO .................................. 45 V.1.1 DISEÑO FUNCIONAL ...................................................................................................................... 45 pág. 1

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. V.1.2 DISEÑO DE LAS OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS DE TRATAMIENTO . .......................................... 46 V.1.3 BALANCE DE MASA. ..................................................................................................................... 52 V.1.4 E FICIENCIAS DE TRATAMIENTO . ...................................................................................................... 53 V.2 DISEÑO DIMENSIONAL. ................................................................................................................. 54 V.2.1 DIMENSIONAMIENTO DE LAS UNIDADES. ......................................................................................... 56 V.3 DISEÑO HIDRAULICO ..................................................................................................................... 58 V.3.1 PERFIL HIDRÁULICO . ..................................................................................................................... 59 V.3.2 BALANCE HIDRÁULICO . ................................................................................................................. 60 V.3.3 SISTEMA DE MEDICIÓN (MEDICIÓN DE CAUDALES ). .......................................................................... 60 V.3.4 MEDICIONES DE PARÁMETROS DE CONTROL. ................................................................................... 60 V.4 DISEÑO ESTRUCTURAL .................................................................................................................. 61 V.5 PROYECTO ARQUITECTÓNICO ....................................................................................................... 63 V.6 PROYECTO ELÉCTRICO ................................................................................................................... 66 V.7 ELABORACIÓN DE PLANOS ............................................................................................................ 66 V.8 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO .............................................................................. 66 V.9 ESTUDIO ECONÓMICO-FINANCIERO ............................................................................................. 68 PRESUPUESTO DE INVERSIÓN. ................................................................................................................ 69 V.9.1 E ROGACIONES ANUALES POR OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ............................................................. 70 V.9.2 COSTO DE AGUA TRATADA ............................................................................................................. 70 V.9.3 FUENTES DE FINANCIAMIENTO . ...................................................................................................... 71 V.9.4 FLUJOS FINANCIEROS. ................................................................................................................... 72 VI.

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL ................................................................................................ 72

VII. VII.1 VII.2 VII.3

DOCUMENTACIÓN DE CONCURSO ............................................................................................. 72 PRESUPUESTO BASE ...................................................................................................................... 72 CATALOGO DE OBRA...................................................................................................................... 73 ESPECIFICACIONES DE OBRA CIVIL EQUIPOS E INSTALACIONES .................................................... 73

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I.

RECOPILACIÓN, ANÁLISIS Y ACTUALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE ANTECEDENTES: La localidad de San Lorenzo se encuentra ubicada dentro de la región Noroeste del Estado de Michoacán en el Municipio de Uruapan y cuenta con una población de 3,971 habitantes (INEGI, Año 2010). Esta población cuenta con una cobertura de agua entubada del 80%, proveniente de manantiales superficiales, principalmente del manantial Inchandikurini y de un ojo de agua, también cuenta con un pozo (El Rancho), el cual es parte del Sistema Intercomunal de agua de San Lorenzo-Capacuaro (Ávila, 1996). En cuanto a cobertura de alcantarillado de la zona se estima que el sistema del alcantarillado sanitario alcanza una cobertura del 80%, de las cuales solo el 35% está conectado a la red siendo este en la calle principal francisco I. madero (calle principal) (SEDESOL, 2010). En la actualidad se generan alrededor de 5.53 l/s de aguas residuales que son descargadas sin tratamiento previo a una descarga por medio de la cual se evacua el 30% de la población que abarca la parte central de la localidad por la calle principal del nombre Francisco I. Madero, estas descargas vierten directamente al río. Las aguas residuales generadas carecen de tratamiento alguno, por lo que se requiere la construcción de un sistema de tratamiento que permita la descarga a éstos cuerpos receptores sin que existan alteraciones en su calidad cumpliendo con la normatividad vigente. La gestión de las aguas residuales representa la mayor fuente de contaminación. Los desechos domésticos e industriales se vierten sobre la superficie de las aguas a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos, los residuos industriales son liberados directamente sobre la barranca o arroyo temporal de la localidad, este se utiliza como botadero de basura, lo que ha generado problemas de contaminación en estos cuerpos de agua, y condiciones insalubres en la zona. Por lo anterior, es necesario llevar a cabo los trabajos de campo y de gabinete para realizar el proyecto ejecutivo del sistema de tratamiento; así como de las obras auxiliares que permitan contar con los elementos necesarios para la construcción de la obra para mitigar la problemática de la zona, permitiendo así, el cumplimiento de la normatividad vigente en cuanto a calidad del agua se refiere; además de ampliar las posibilidades de reutilización de las aguas tratadas en fines productivos típicos de la zona de interés. El efluente del sistema de tratamiento propuesto tendrá una calidad tal que pueda reutilizarse en riego agrícola, y es de suma importancia resaltar la ventaja que tiene el reutilizar esta agua tratada en riego sobre todo por la presencia de nutrientes como son Nitrógeno y Fósforo. Con el agua residual tratada se estima podrán regarse hasta 6 has. De cultivo. Los cultivos factibles de ser beneficiados por el riego con agua tratada se encuentran: Alfalfa, Trigo, Maíz, etc. pág. 3

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OBJETIVOS Realizar la Actualización y adecuación del Proyecto Ejecutivo del Sistema de Tratamiento para las Aguas Residuales de la Localidad de San Lorenzo, del Municipio de Uruapan, en el Estado de Michoacán, apegándonos a las normas oficiales y lineamientos de las instituciones federales, estatales y municipales, para contribuir a la mitigación de la contaminación de los cuerpos de agua, todo ello enfocado en el predio indicado por dichas autoridades. ALCANCES Con la elaboración de los trabajos de campo se logrará la adecuada disposición sanitaria de las aguas residuales tratadas, obteniendo una buena disponibilidad para usos agrícolas o bien para su disposición final en algún cuerpo de agua sin afectación al entorno ecológico. Dentro de los alcances a obtener se encuentran los siguientes: 

Identificación del punto donde se localizará la P.T.A.R.



El proyecto deberá incluir obras de llegada o conducción de agua residual al lugar de la P.T.A.R. y en caso de que sea necesario el emisor de salida de agua tratada hasta el punto de descarga considerando las obras respectivas en este punto.



Con los trabajos de campo desarrollados, se procederá a realizar adecuación del proyecto ejecutivo respectivo el que incluirá, entre otros, el proyecto funcional, hidráulico, arquitectónico, estructural, mecánico, eléctrico, manual de operación y mantenimiento así como los respectivos catálogos de obra, conceptos, especificaciones, planos y presupuesto base, además del respectivo documento de concurso, entre otros.



Definir la mejor forma y metodología operativa y/o administrativa que permita asegurar el buen funcionamiento y operación constante del sistema de tratamiento.

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN Para la recopilación de información relativa al proyecto desarrollado, se solicitó y gestionó información en dependencias federales, estatales y municipales. A continuación se mencionan las diferentes dependencias involucradas en el estudio.   

Comisión Estatal del Agua y Gestión de Cuencas (CEAC) de Michoacán, Consejo Nacional de Población (CONAPO), Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), pág. 4

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Comisión Federal de Electricidad, oficina local (CFE), Presidencia Municipal de Uruapan, Sistema de Información de Estaciones Climatológicas del Estado de Michoacán, Comisión de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario del Uruapan (CAPASU).

La información recopilada en las dependencias, su análisis y actualización, se muestra en el Anexo “A” del presente documento. VISITAS EXTRAORDINARIAS El día 09 de Junio del año 2016 se realizó una visita a la zona de estudio conjuntamente con personal de la CEAC, con el objetivo de hacer un reconocimiento del terreno destinado para la construcción de la P.T.A.R. el cual cuenta con las características necesarias para desarrollar el proyecto, así como también definir el sitio de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales para poder iniciar los trabajos de topografía y geotecnia, para la posterior realización del proyecto ejecutivo de la planta. DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO En base a la información recopilada en las diferentes dependencias de gobierno y generada en esta primera etapa del proyecto, se delimitó el área de la zona de estudio. Esta comprende el área tributaria de las descargas que se conducirán a la planta de tratamiento, considerando derivaciones y aportaciones de cuencas adyacentes y el área factible para su ampliación, incluyendo el área agrícola y/o industrial donde se efectuará su reutilización, intercambio o la disposición final del agua tratada y de los lodos generados. Se estableció también los requerimientos de emisores tanto de agua cruda como tratada.

I.1 MARCO FÍSICO I.1.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA La localidad de San Lorenzo, se encuentra situada en el Municipio de Uruapan en el Estado de Michoacán, se ubica a aproximadamente 125 Km de Morelia, capital del estado; geográficamente se localiza al noroeste del estado, en las coordenadas 19º31´52´´ de latitud oeste y 102º05´40´´ de longitud oeste, a una altitud de 2,157 metros sobre el nivel del mar. Uruapan limita al norte con el municipio de Charapan, el municipio de Paracho y el municipio de Nahuatzen; al este con el municipio de Tingambato, al municipio de Ziracuaretiro y el municipio de Taretan; al sureste con el municipio de Nuevo Urecho; al sur con el municipio de Gabriel Zamora y el municipio de Parácuaro; al oeste con el municipio de Nuevo Parangaricutiro, con el municipio de Peribán, con el municipio de Tancítaro y con el municipio de Los Reyes.

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Figura 1. Localización Geográfica del Municipio de Uruapan.

El municipio de Uruapan se localiza en la zona centro-occidente del estado de Michoacán, tiene una extensión territorial total de 954.17 kilómetros cuadrados que equivalen al 1,62% de la extensión total del estado

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Figura 2. Localización Geográfica de la Localidad de San Lorenzo.

Figura 3. Área de Estudio.

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El área de estudio se sustenta como la quinta localidad más grande según el número de habitantes en el municipio de Uruapan, cuenta con una población de 3,971 habitantes, con un escaso crecimiento económico y urbano.

I.1.2 CLIMA El clima es C (w2) b (i) g, según la clasificación de Köppen, modificada por García (1973), se caracteriza por un clima templado con verano largo y fresco, el más húmedo de los subhúmedos, con lluvias en verano. La temperatura media anual oscila entre los 12°C y 26°C, con una precipitación promedio anual entre los 800 y los 2,000 mm (INEGI, 2009). Cuadro 1. Parámetros climáticos promedio en la comunidad de San Lorenzo (1981-2005) (2,157 msnm)* Mes

Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Sep.

Oct.

Nov.

Dic.

Anual

Temperatura máxima absoluta (°C) Temperatura máxima media (°C) Temperatura media (°C) Temperatura mínima media (°C)

26,5

28,0

30,2

31,5

31,1

28,8

26,8

27,3

27,4

27,3

26,7

25,5

28,1

24,4

26,1

28,0

29,6

29,7

27,1

25,8

25,7

25,5

25,9

25,7

24,6

26,5

16,3

17,4

19,0

20,6

21,5

21,2

20,3

20,1

20,0

19,5

18,6

17,2

19,3

8,3

8,7

10,0

11,7

13,4

15,3

14,7

14,5

14,5

13,1

11,4

9,7

12,1

Temperatura mínima absoluta (°C) Precipitación total (mm)

4,3

4,5

6,0

8,5

12,0

13,6

13,8

13,1

13,4

11,4

8,9

7,2

9,7

44,4

6,5

4,8

4,3

30,2

276,9

303,3

315,8

259,5

142,0

26,0

13,4

1427,1

*Datos calculados por interpolación espacial de información climática. Se sustenta en una base de datos mensual de precipitación y temperatura del período 1981 – 2005; Incluye algoritmos de búsqueda, de interpolación, de selección de métodos de interpolación, de presentación y de visualización de la información climática.

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. Figura 4. Climas en el Municipio de Uruapan (Prontuario Municipal Uruapan. INEGI, 2010)

I.1.3 HIDROLOGÍA Se encuentra dentro de la Región Hidrológica del Balsas, cuenca del río Tepaltepec, subcuenca del río Grande. Dentro de la región hidrológica del Río Balsas se ubica la cuenca del “Río Tepalcatepec” (18J) que ocupa una superficie en el estado de 8267.7 Km2, su corriente principal es el río Tepalcatepec, que tiene entre sus principales afluentes al río Quitupán y al río Marqués, que en un tramo recibe el nombre de Cupatitzio (INEGI, 2009).

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. Figura 5. Relieve en el Municipio de Uruapan (Prontuario Municipal Uruapan. INEGI, 2010)

A 13 Km al suroeste de Ario de Rosales nace el río Zicuirán, que recibe este nombre, después de recorrer 40 Km deposita sus aguas en la presa del mismo nombre (Zicuirán), de este almacenamiento se continúa al Tepalcatepec, que después de 11 Km llega al embalse de la presa El Infiernillo, donde junto con el Balsas forman uno de los embalses más importantes del país. El río Balsas 32 Km debajo de la presa El Infiernillo, recibe por su margen derecha al río Las Juntas y 17 Km abajo descarga en la presa José María Morelos, (La Villita). Después de 2 Km de este último embalse, el río bifurca formando una zona deltaica hasta su desembocadura en el Océano Pacífico (INEGI, 2009). Pertenece a esta cuenca gran parte del distrito de riego “Lázaro Cárdenas” (DR97), donde son irrigadas aproximadamente 27,244 Ha en la porción central. El gasto promedio de los escurrimientos de esta área es de 14,265 m3/seg, que corresponden al 3.81% del total del estado (INEGI, 2009).

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I.1.4 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA I.1.4.1 AGUA POTABLE El agua que se consume en la localidad de San Lorenzo proviene principalmente del manantial Inchandikurini y de un ojo de agua, también cuenta con un pozo (El Rancho), el cual es parte del Sistema Intercomunal de agua de San Lorenzo-Capacuaro (Ávila, 1996). El agua extraída del pozo (18 l/s) se conduce a dos tanques de re-bombeo a través de una tubería de 2” y 4” pulgadas, se cuenta con 2 bombas para transportar el agua de 30 y 50 Hps. De ahí, el agua es conducida por gravedad al tanque de distribución de San Lorenzo (Ávila, 1996). No se cuenta con los elementos necesarios para determinar la calidad del agua que se obtiene de los manantiales, pero de acuerdo a la información del organismo operador, el agua es de buena calidad y recibe desinfección, consistente en una solución clorada, que se aplica en la línea de conducción. I.1.4.2 ALCANTARILLADO Se estima que el sistema del alcantarillado sanitario alcanza una cobertura del 82%, de las cuales solo el 35% está conectado a la red siendo este en la calle principal francisco I. madero (calle principal) y se estima que el 89% de las viviendas disponen de agua entubada a la red pública (SEDESOL, 2010). I.1.4.3 OBRAS HIDRÁULICAS. En lo que se refiere a obras hidráulicas, actualmente no se cuenta con ninguna infraestructura como: planta de tratamiento, planta potabilizadora, o infraestructura hidroagrícola.

I.1.4.4 GEOLOGÍA Y EDAFOLOGÍA El municipio de Uruapan, en donde se encuentra la comunidad de San Lorenzo, presenta altos gradientes topográficos y climáticos. El municipio se encuentra al sur del Eje Neovolcánico, el cual presenta un estrato geológico constituido en su mayoría por roca basáltica, brechas recientes permeables, brechas alteradas de baja permeabilidad y materiales volcánicos sueltos (Alcalá et al. 2001; INEGI 2010). El gradiente altitudinal fluctúa entre los 1,300 a 3,600, en donde las unidades geomorfológicas que predominan son: mesetas, montañas, valles y lomeríos. En cuanto a los suelos que podemos encontrar en el este municipio son: Andosoles (51.98%), Leptosol pág. 11

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(15.99%), Luvisol (13.98%), Cambizó (6.59%), Phaeozem (3.76%), Regosol (1.71%), y Vertisol (0.19%) (INEGI 2010). Las características edáficas y geológicas del lugar dan paso a distintos grados de permeabilidad, que permiten la formación de escurrimientos que forman el Río Cupatitzio y oros arroyos (Bravo et al. 2009). En cuanto a la vegetación, un muy importante sector del territorio de Uruapan, principalmente hacia el centro y norte, se dedican a la agricultura, el resto del municipio se encuentra cubierto por bosque, en el que en las zonas más elevadas se encuentran pino y encino, en zonas más bajas especies como parota, guaje, cascalote y cirián. Su fauna se conforma principalmente por coyote, zorrillo, venado, zorra, cacomixtle, liebre, tlacuache, conejo, pato, torcaza y chachalaca. Figura 6. Suelos dominantes en el Municipio de Uruapan (Prontuario Municipal Uruapan. INEGI, 2010)

I.1.4.5 FISIOGRAFÍA Los límites del estado de Michoacán encierran áreas que corresponden a dos provincias fisiográficas del país: La Sierra Madre del Sur y El Eje Neovolcánico. De forma general San Lorenzo se ubica en la Provincia de la Sierra Madre del Sur; esta gran región, considerada la más compleja y menos conocida del país, debe muchos de sus rasgos particulares a la estrecha relación que guarda con la placa de cocos, una de las placas móviles que hoy se sabe integran la litósfera o corteza terrestre exterior. Litológicamente es una región de gran complejidad en la que las rocas intrusitas cristalinas, especialmente los granitos y las metamórficas, tienen una gran importancia. pág. 12

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En general podemos concluir que entre los sistemas de topoformas predominantes están, la gran sierra volcánica compleja, la sierra de laderas abruptas y los valles. I.1.4.6 OTROS SERVICIOS Infraestructura y Servicios Públicos Para el año 2010 la localidad de San Lorenzo reportaba que en cuestión de servicios públicos se tenían 1,051 viviendas habitadas, de las cuales el 95% dispone de energía eléctrica, el 56.4% cuanta con agua entubada y el 32.7% cuanta con drenaje.

Cuadro 2 Servicios Públicos. Servicio Agua entubada Drenaje Energía Eléctrica Total de viviendas

Viviendas 593 344 998 1,051

Porcentaje 56.4% 32.7% 95% 100%

Fuente: INEGI. II Conteo de Población y Vivienda, 2010.

Los materiales y los procesos de construcción varían de acuerdo al nivel económico y social de los habitantes, éstos van desde materiales de desecho, fibras naturales hasta material prefabricado, predominando las casas construidas en madera y adobe con techos de concreto, ladrillo y láminas con pisos de cemento y firme. Servicios de Salud En el aspecto social referente a la salud, se cuenta con sólo el 13.54% de su población derechohabiente al servicio de salud, mientras que 3,433 personas no cuentan con este servicio, a su vez sólo 67 individuos son derechohabientes al Instituto Mexicano del Seguro Social, 47 del ISSSTE y 387 tienen acceso al Seguro Popular. Lo que refleja que el 86.99% de la población se encuentra en estado de incertidumbre en el aspecto de salud, según informes económicos del municipio en el 2010, no deja de preocupar la falta de asistencia médica que requiere la población.

Cuadro 3. Servicios de Salud Concepto Población sin derechohabiencia a servicios de salud Población con derechohabiencia a servicios de salud Población derechohabiente del IMSS

Habitantes 3,433 518 67

Fuente: INEGI. II Conteo de Población y Vivienda, 2010.

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Servicios Educativos Se cuenta con escuelas de nivel preescolar, Primaria, Secundarias, así como Institutos Técnicos y comerciales, Preparatorias, se presenta un índice medio de alfabetización ya que las personas integrada en el rango de 6 a 14 años y de 15 años o más que saben leer y escribir son 2,756 individuos, los que representan el 69.75% de la población total, no se presentan altos índices de analfabetismo sólo el 16.4% de la población de 15 años y más se considera analfabeta y aunque el porcentaje de elementos integrados a los niveles Superiores y Medio Superior va en descendencia tal como se muestra en el cuadro 26, el grado de escolaridad es del 5.39.

I.2 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS I.2.1 DEMOGRAFÍA La actividad económica básica es la agricultura,. En segundo lugar se encuentra el comercio y la construcción. De la Población económicamente inactiva se declaró que 1,572 individuos 248 son personas del sexo masculino y 1,324 del sexo femenino. La población económicamente activa en la localidad de San Lorenzo es de 1380 (34.75% de la población total) personas, las que están ocupadas se reparten por sectores de la siguiente forma: Sector Primario: 415 (30.07%). Agricultura, Explotación forestal, Ganadería, Minería, Pesca ... Sector Secundario: 703 (50.94%). Construcción, Electricidad, gas y agua,... Sector Terciario: 262 (18.98%). Comercio, Servicios, Transportes

La distribución de los salarios para los habitantes no se encuentra distribuida de manera equitativa ya que el 45.36% recibe de 1 a 2 salarios mínimos, mientras que el 3.76 % de la población económicamente activa, no recibe pago alguno por su labor. Nivel de ingresos de la localidad de San Lorenzo (número de personas y % sobre el total de trabajadores en cada tramo): 0 Salarios mínimos (sin ingresos): 52 (3.76%) de 1 Salario mínimos: 505 (36.59%) pág. 14

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1-2 Salarios mínimos: 626 (45.36%) 2-5 Salarios mínimos: 166 (12.02%) 5-10 Salarios mínimos: 31 (2.24%) 10+ Salarios mínimos: 9 (1.03%)

La composición demográfica de la localidad, registró de acuerdo al último conteo censal fechado en 2010, un volumen de población de 3,971 habitantes. En cuanto al crecimiento social que es la migración, se tiene que en el quinquenio de 1990-1995, la población pasó de 2,667 habitantes a 2,804 residentes habituales, es decir, se incrementó en 137 individuos, lo que significa que su crecimiento agregado estaba en niveles similares al registrado en el ámbito nacional, dicha situación permite inferir que el saldo neto migratorio en el período fue cercano al equilibrio. Para el siguiente quinquenio de 1995-2000, el contingente poblacional aumento hasta llegar a los actuales 3,971 habitantes, en términos numéricos implica un aumento de 1167 habitantes.

No.

AÑO

Cuadro 4. Población histórica de San Lorenzo. NUMERO DE AÑOS POBLACION CRECIMIENTO CENSALES

1

1,990

2

1,995

3

2,000

(HAB)

EN EL PERIODO

TASA DE CRECIMIENTO DE POBLACION (ANUAL)

2,667 5 5

2,804

137

5%

3,516

712

25% 3% 9%

4

2,005

5

3,639

123

5

2,010

5

3,971

332

Fuente: Elaboración propia en base a datos estadísticos de INEGI (XI Censo General de Población y Vivienda (INEGI, 1990); I Conteo de Población y Vivienda (INEGI, 1995): XII Censo General de Población y Vivienda (INEGI, 2000); II Conteo de Población y Vivienda (INEGI, 2005)}; Conteo de Población y Vivienda (INEGI, 2010).

Con los datos históricos de 1990 al 2010, se calculó la población actual y la futura, para un período económico de 20 años. Los métodos empleados fueron: Aritmético, Geométrico por porcentajes, Mínimos cuadrados, y el de La Curva Exponencial. Con los resultados obtenidos de la estimación de tasas de crecimiento en los períodos mostrados en el cuadro anterior, se proyectó la población a la actual utilizando 4 métodos diferentes. Los resultados de las proyecciones realizadas con cada uno de los métodos se

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muestran en el cuadro siguiente se presenta las tendencias de cada uno de los métodos de proyección utilizados. Cuadro 5. Actualización de la población. No.

1

AÑO

MÉTODO ARITMÉTICO GEOMÉTRICO MÍNIMO CUADRADO CURVA EXPONENCIAL

PROMEDIO

1,990

2,667

1,995

2,804

2,000

3,516

2,005

3,639

2,010

3,971

3,971

3,971

3,971

3,971

2,015

4,297

4,389

4,352

4,504

4,386

2,016

4,362

4,478

4,421

4,601

4,465

Fuente: Elaboración propia del proyecto.

Se seleccionó la población promedio arrojada la cual fue de 4,465 habitantes para el año 2016. Tomando en cuenta los mismos parámetros que se consideraron para la actualización de la población se realizó el cálculo de la población futura (año 2036), los cálculos se presentan en el siguiente cuadro. Cuadro 6. Proyección población de San Lorenzo. No.

AÑO

MÉTODO ARITMÉTICO

GEOMÉTRICO MÍNIMO CUADRADO CURVA EXPONENCIAL

2,005

PROMEDIO 3,639

2,010

3,971

3,971

3,971

3,971

3,971

2,015

4,297

4,389

4,352

4,504

4,386

1

2,016

4,362

4,478

4,421

4,601

4,465

2

2,017

4,427

4,568

4,490

4,699

4,546

3

2,018

4,493

4,661

4,559

4,799

4,628

4

2,019

4,558

4,755

4,628

4,902

4,711

5

2,020

4,623

4,851

4,697

5,006

4,794

6

2,021

4,688

4,949

4,765

5,113

4,879

7

2,022

4,753

5,049

4,834

5,223

4,965

8

2,023

4,819

5,151

4,903

5,334

5,052

9

2,024

4,884

5,255

4,972

5,448

5,140

10 2,025

4,949

5,362

5,041

5,564

5,229

11 2,026

5,014

5,470

5,110

5,683

5,319

12 2,027

5,079

5,581

5,179

5,805

5,411

13 2,028

5,145

5,694

5,247

5,929

5,504

14 2,029

5,210

5,809

5,316

6,055

5,598 pág. 16

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. 15 2,030

5,275

5,926

5,385

6,185

5,693

16 2,031

5,340

6,046

5,454

6,317

5,789

17 2,032

5,405

6,168

5,523

6,452

5,887

18 2,033

5,471

6,293

5,592

6,590

5,986

19 2,034

5,536

6,420

5,661

6,730

6,087

20 2,035

5,601

6,550

5,730

6,874

6,189

21 2,036

5,666

6,683

5,798

7,021

6,292

POBLACION PROYECTO :

6,292

HABITANTES PARA EL AÑO

2,036

Fuente: Elaboración propia del proyecto.

I.2.2 NIVEL DE VIDA La evaluación del nivel de bienestar de los pobladores de la localidad en lo referente a viviendas particulares habitadas con bienes particulares, muestra que un bajo porcentaje de la población cuenta con los bienes indispensables como se nuestra en el siguiente cuadro. Cuadro 7. Nivel de Bienestar de los Pobladores Concepto Vivienda Porcentaje Sin ningún bien 13.7% 144 Televisión 74.79% 784 Refrigerador 19.69% 207 Lavadora 14.46% 152 Computadora 3.23% 34 Fuente: INEGI. Conteo de Población y Vivienda, 2010.

La localidad, según el Consejo Nacional de Población, tiene un grado de marginación Medio, como puede observarse en el cuadro siguiente. Cuadro .8 Grado de Marginación Conceptos Población de 15 años y más analfabeta Población de 15 años y más sin escolaridad Servicios públicos sin drenaje, ni excusado Sin energía eléctrica Sin agua entubada Con hacinamiento Con piso de tierra Grado de marginación

Porcentaje 16.39% 15.28% 8.37% 4.10% 42.81% 44.43% 57.08% Medio

Fuente: Estimaciones del CONAPO con base en el Conteo de Población y Vivienda 2010.

pág. 17

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I.3 USOS DEL AGUA Y FUENTES DE CONTAMINACIÓN I.3.1 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES Actualmente se cuenta con una descarga por medio de la cual se evacua el 30% de la población que abarca la parte central de la localidad por la calle principal del nombre Francisco I. Madero, estas descargas vierten directamente al río.

I.3.2 GASTO Y CALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES El CAPASU no dispone con la información sobre los gastos de agua residual debido a que no se han realizado ningún tipo de aforo de las visitas en campo se puede estimar que el gasto varía entre 5 y 6 l/s, el color y el olor de agua residual cruda corresponden a un tipo de agua residual doméstico.

I.3.3 TIPO DE INDUSTRIA Y PRINCIPALES CONTAMINANTES En general, en la localidad de San Lorenzo no se tienen industrias relevantes y todas as aguas son vertidas después de su uso al drenaje sanitario, en el área comercial y de servicios se destacan:  Cocinas económicas, restaurantes y una clínica del sector salud, entre otros; que básicamente contaminan con desechos de tipo doméstico, con residuos de fármacos y con patógenos. 

Existen 4 talleres mecánicos que son susceptibles de contaminar con grasas y aceites y residuos de hidrocarburos.



Existen 5 carnicerías las cuales sacrifican semanalmente 5 reses de 400 kg. A 350 kg en promedio Y 4 cerdos de 160 a 200 kg. Mismas que son susceptibles a contaminar. Y más si se tira el estiércol o desperdicios (pelo, cueros huesos etc.) y la sangre al drenaje.



Algunas personas se dedican a la crianza de animales esto también representa una fuente de contaminación sobre todo si la limpieza del establo o el sitio donde se resguarde el ganado se tira al drenaje.

La gestión de las aguas residuales representa la mayor fuente de contaminación. Los desechos domésticos e industriales se vierten sobre la superficie de las aguas a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos, los residuos industriales son liberados directamente sobre la barranca o arroyo temporal de la localidad, este se utiliza como botadero de basura. pág. 18

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

La calidad de las aguas residuales depende de los contaminantes que están presentes en el agua y de la medida en que esta agua es tratada antes de liberarla junto con el resto de vías fluviales.

II.

ESTUDIOS BÁSICOS II.1 AFORO Y MUESTREO. Una de las actividades con mayor importancia de la ingeniería básica fue la realización de aforos directos para obtener información de los gastos actuales. En la localidad de San Lorenzo prácticamente el total de las aguas residuales se descargan a una barranca que en época de lluvias es un arroyo temporal, por lo que fue ahí donde se verificaron los aforos y muestro de las aguas servidas. El punto de aforo se ubicó conjuntamente con el personal del CAPASU, para realizar los aforos que permitan cuantificar los volúmenes de las aguas residuales que serán tratadas en la planta. Por lo anterior y como parte del programa de trabajo, se realizaron 42 aforos, cada 4 horas durante siete días, utilizando varios métodos (vertedores triangulares y rectangulares) recomendados por las normas.

II.1.1 ESTRUCTURACIÓN DEL PROGRAMA DE AFORO Y MUESTREO En los recorridos que se realizaron durante la visita a la localidad de San Lorenzo, se identificaron una descargas para el vertido de las aguas residuales, la descarga o estación de aforo que se identificó se localiza en la parte sur de la localidad. Denominada descarga 1 y única. La medición de los caudales generados de agua residual por la población forma parte esencial de la ingeniería básica para el diseño de la planta, es por ello que se realizó el aforo directo de los efluentes de la localidad, para obtener información cuantitativa de las descargas actuales. Para la estructuración del programa de aforo y muestreo, se determinó realizar los muestreos durante siete días cada 4 horas, en el cuadro siguiente se detalla el programa realizado. Cuadro 9. Programa de aforo TOTAL

No. de descargas Período de medición y frecuencia de aforo Aforo en descarga única

cada 4 horas

en 24 horas

durante 7 días

= 42

Muestreo y análisis de campo

pág. 19

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. Muestras simples en la descarga Muestras compuestas en la descarga

cada 4 horas

en 24 horas

durante 7 días

= 42

1

en 24 horas

durante 7 días

=7

II.1.2 ESTACIONES Y/O PUNTOS DE AFORO El sitio propuesto para llevar a cabo el aforo, fue las descarga principales de aguas residuales de la localidad. Este punto de aforo fue elegido conjuntamente con autoridades del municipio y el Organismo Operador, denominados de la siguiente manera: Descarga # 1 y única. Se encuentra ubicado al Sur de la localidad. En la siguiente figura se muestra el sitio donde se realizaron los aforos. Figura 7. Ubicación del punto de muestreo, estación de aforo, pozo de visita, y terreno en el que se desarrollará el proyecto

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN. Figura 8. Descarga para realizar los aforos.

II.1.3 PERÍODO DE MEDICIÓN Y FRECUENCIA DE AFORO Los aforos, se realizaron cada cuatro horas durante 7 días, de acuerdo con los datos indicados en el cuadro 9. Para realizar los objetivos planteados en las actividades de aforo, se elaboró y ejecutó un programa de trabajo y en campo se realizaron 42 aforos.

II.1.4 MÉTODOS Y EQUIPOS DE AFORO Para que el aforo de una descarga sea confiable, el método de medición y el tipo de medidor deberá ser el que mejor se adapte a las características del agua y la configuración física de la descarga. El método recomendado por las normas vigentes de la CONAGUA es por medio de vertedores y para el presente caso se utilizó un vertedor triangular 90°. Los vertedores triangulares son los más apropiados para la medición de gastos pequeños, ya que sólo se toma en cuenta la carga hidráulica y el ángulo de abertura del mismo.

II.1.5 GASTOS DE DISEÑO Y MODULACIÓN Para determinar los gastos de diseño del Proyecto, se aplicaron las siguientes consideraciones: Población de proyecto.- Se consideró la población proporcionada por la CONAPO, la cual reporta una población de 3,971 habitantes para el año 2010, y tras realizar el análisis de la proyección futura de la población, se estimó de 6,292 habitantes para el año 2036, de acuerdo al análisis presentado en incisos anteriores. pág. 21

PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

Consumo de agua potable.- De acuerdo con las normas para Agua Potable editadas por la CNA (1994), para esta localidad corresponde un consumo mínimo de 100 l/hab/día. Dotación de agua potable Dotación Actual.- La dotación actual se determinó en base del gasto extraído de 5.53 l/s y la población actual 4,362 hab. Dotación Futura.-La dotación se define con base en el consumo y las pérdidas de agua potable, las pérdidas actualmente se estiman en un 33.64%, y para el final del período (2036) se considera su disminución hasta un 20%, tomando en cuenta la rehabilitación de la red de agua potable que deberá realizarse a corto plazo se tendrá una dotación de 120 l/hab/día. Aportación.- Para el proyecto de Alcantarillado Sanitario, y de acuerdo con las Normas para Alcantarillado Sanitario, la aportación al sistema de alcantarillado será el 70% de la dotación de agua potable, resultando un valor de 89 l/hab/día como gasto de aportación. Coeficiente de Previsión.- Basándose en las Normas de proyecto para Alcantarillado Sanitario, de la CONAGUA, se considera un valor de C = 1.50, para el cálculo del gasto máximo extraordinario (18.59 x 1.50 = 27.89 l/s) Gastos de aguas residuales.- Con los datos de población, aportación y coeficiente de previsión se calculan los gastos para todo el período obteniéndose los siguientes valores: Se calculan los diferentes gastos de diseño, aplicando las siguientes expresiones: Dónde:

Qmed (l / seg ) 

Pp ( Hab)  Aport.(l / Hab / día ) 86,400( seg / día )

Qmed: Gasto Medio Anual PP.: Población de Proyecto Aport.: Aportación Para Gasto mínimo y máximo instantáneo, será: Q min  Qmed  0.5 Q max( inst.)  Qmed  M

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

M  1

14 4 P

Dónde: M: Coeficiente de Harmon Qmin: Gasto mínimo Qmax (inst.): Gasto máximo instantáneo P: Población de proyecto Con base en las investigaciones y los estudios realizados se determinaron los datos básicos del proyecto. La planta está proyectada para el período económico de 20 años (año 2036). Cuadro 10. Calculo de los gastos. El coeficiente de previsión =

1.5

Coeficiente de aportación=

70% 2036

Año Población (habitantes) Coeficiente Harmon Consumo (l/hab/día) Dotación l/hab/día Aportación (l/hab/día)

6,292 3.15 100 120 85

GASTOS DE AGUA RESIDUAL (l/s)

3.10 6.20 19.55 29.33

Qmín Qmed Qmáx. int. Qmáx. ext. Ref.: Elaboración propia para el proyecto

Después de un análisis, se propuso la construcción de la planta en un módulo. Cuadro 11. Gastos de diseño PTAR San Lorenzo. Año 2016 2025 2036

Gastos de diseño 5.53 5.93 6.20

Etapas de construcción Se construye en una sola etapa

Ref.: Elaboración propia para el proyecto

Con base en el análisis de los gastos de agua residual para la localidad de San Lorenzo, el gasto de diseño para la futura planta de tratamiento se estableció en 6.0 l/s.

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

Se realizó el diseño de la PTAR en un solo módulo de 6.00 l/s y la construcción se realizará en una sola etapa, debido a que los gastos de agua residual actuales y futuros tienen poca variación y no se puede realizar la construcción en dos etapas.

II.2 TRABAJOS DE LABORATORIO DE CALIDAD DEL AGUA II.2.1 MUESTREO Y CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES Esta etapa sirvió para definir las características físico – químicas del agua influente de la planta de tratamiento y se realizó como a continuación se indica. II.2.1.1 ESTACIONES DE MONITOREO El sitio para la realización de la toma de muestras, fue el mismo que donde se realizaron los aforos, descritos anteriormente. Punto de aforo # 1. Se encuentra ubicado al Sur de la localidad. II.2.1.2 MUESTREO Y ANÁLISIS DE CAMPO En forma simultánea al aforo y con intervalos de cuatro horas, se tomaron muestras simples de agua residual para su posterior análisis. Parte de la muestra colectada se empleó para los análisis de campo y se tomó un volumen adicional que se preservó y almacenó para conformar muestras compuestas de 24 horas. Análisis de Campo. Durante los aforos se obtuvieron en campo los siguientes parámetros de agua residual: Temperatura ambiente y del agua residual pH Conductividad Sólidos sedimentables Color Olor Los resultados de los análisis de campo se presentan en el Anexo correspondiente; el análisis y procedimiento de datos de los muestreos se detallan a continuación.

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

II.2.1.3 MUESTREO Y ANÁLISIS DE LABORATORIO DE M UESTRAS COMPUESTAS Período de muestreo La toma de muestras y determinaciones de campo se realizó cada cuatro horas para conformar una muestra compuesta por día, en función de los caudales aforados, como lo marca el procedimiento obligatorio para el muestreo de descargas (Artículo 278-B de la Ley Federal de Derechos en Materia de agua), de acuerdo a las siguientes definiciones y fórmulas. Muestra compuesta: es la que resulta de mezclar el número de muestras simples, según lo indicado en la tabla de frecuencias de muestreo (para este caso son 6 muestras simples). Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples es proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. El volumen de cada muestra simple necesario para formar la muestra compuesta se determinó mediante la siguiente ecuación. Dónde: Q VMS i  VMCx i  Qt

  

VMSi = Volumen de cada una de las muestras simples “i”, litros. VMC = Volumen de cada muestra compuesta necesario para realizar la totalidad de los análisis de laboratorio requeridos, litros. Qi = Caudal medido en la descarga en el momento de tomar la muestra simple, litros por segundo. Qt = ∑ Qi hasta Qn, litros por segundo. Con base en los muestreos simples y en función de los gastos se prepararon siete muestras compuestas, que fueron utilizadas para la obtención de la calidad de agua residual de San Lorenzo Las muestras se prepararon de acuerdo a la normatividad; los recipientes, el almacenamiento y su transporte se llevaron a cabo como lo indican las especificaciones fijadas por la NOM. Se cumplió con las exigencias de obtener resultados confiables en el laboratorio. Tipo de muestras

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PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PLANTA DE TRATAMIENTO PARA LA LOCALIDAD DE SAN LORENZO, MUNICIPIO DE URUAPAN.

Se analizaron las muestras compuestas de 24 horas en el laboratorio, para la determinación de grasas y aceites y parámetros bacteriológicos se entrega una muestra individual por separado indicándose la hora en que fue recolectada. Preservación, almacenamiento y trasporte de las muestras Los procedimientos para la recolección, preservación, almacenamiento y transporte de las muestras se realiza de acuerdo a lo que establece la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-31980 “Aguas Residuales Muestreo”, así como en el Procedimiento obligatorio para el muestreo de descargas (Artículo 278-B de la Ley Federal de derechos en Materia de Agua). Para la preservación de las muestras se consideraron las Normas Oficiales Mexicanas o en su defecto, se siguieron las recomendaciones indicadas en el “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater” 20th Edition, 1998, de acuerdo a la siguiente tabla resumen: Cuadro 12. Requerimientos especiales para la toma de muestras y su preservación Determinación

Contenedor

Acidez Alcalinidad DBO Boro Bromuro

Vidrio, plástico Vidrio, plástico Vidrio, plástico Plástico Vidrio, plástico

Volumen mínimo de muestra (ml) 100 200 1000 100 -

Vidrio

100

Cloro residual Dióxido de cloruro Clorofila Color Conductividad

Vidrio, plástico Vidrio, plástico Vidrio, plástico Vidrio, plástico Vidrio, plástico

100 500 500 500 500

Cianuros total

Vidrio, plástico

500

Carbono total

orgánico

Cianuros debido a Vidrio, plástico cloración Fluoruros Plástico Dureza Vidrio, plástico Ioduro Vidrio, plástico

Preservación Refrigeración Refrigeración Refrigeración No se requiere No se requiere Analizar inmediatamente o refrigerar y adicionar HCl a pH < 2 Analizar inmediatamente Analizar inmediatamente 30 días en oscuridad Refrigeración Refrigeración Adicionar NaOH a pH > 12, refrigerar en oscuridad

Almacenamiento máximo recomendado 24h - 14d 24h - 14d 6 - 48h 28d - 6meses 28d 7-28d 0.5 h 0.5 h 30d 48 h 28d 24h - 14d

500

Adicionar 100 mg Na2S2O3/l

300 100 500

No requiere 28d Adicionar HNO3 a pH