Instituto Nacional de Ecologia Libros INE CLASIFICACION AE 009404 LIBRO Estudio para la elaboracion de la norma oficial mexicana que establece los Iimites mâximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de Ia industria de molinos de granos TOMO 1111111111111101110111011111111111111111111111111111 AE 009404 INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA ESTUDIO PARA LA ELABORACION DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. 0PR0D : EC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOOIA ESTUDIO PARA LA ELABORACION DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. O P R O D E C ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C.V. • • INDICE • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • INTRODUCCION. OBJETIVO. ANTECEDENTES. ALCANCE LINDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS 1 .1 TRIGO. 1 .1 .1 Trigos Duros de Invierno 1 .1 .2 Duros Rojos de Primavera 1 .1 .3 Trigos Durum 1 .1 .4 Trigos Blandos de Invierno 1 .1 .5 Estructura dcl grano 1 .1,6 Usos dcl trigo 1 .1 .7 Importancia econ6mica 1 .2 . MAIZ. 1 .2 .1 Tipos dc Maiz 1 .2 .2 Clasiliicacion 1 .2 .3 Usos dcl Maiz 1 .2 .4 El Maiz y sus productos 1 .2 .5 . Importancia Econbmica II. PANORAMICA DE LA INDUSTRIA 2 .1 LOCALIZACION 2 .2 DISTRIBUCION DE MOLINO POR ESTADO 2 .3 PRODUCCION Y DEMANDA ESTIMADA DE HARINA POR ESTADOS. 2 .4 PROBLEMATICA DEL SECTOR 2 .4 .1 Aspcctos Economicos de la Industria 2 .4 .2 Producto Intcrno Bruto Agropecuario 2 .4 .3 . Almaccnajc do Granos 2 .4 .4 Tecnologia 2 .4 .5 Financiamicnto 2 .4 .6 Equipo Anticontaminante 2 .4 .7 Sistemas de tratamiento existentes. III. CONTAMINACION AMBIENTAL POR MOLINO DE TRIGO Y MAIZ. 3 .1 PROCESO DE MOLIENDA PARA GRANOS DE TRIGO 3 .2 MOLINOS DE MAIZ 3 .2 .1 Procesos de Molienda de Maiz 3 .2 .2 Volumcncs do agua utilizado 3 .2 .3 Impacto de los contaminantes al Medio Ambiente 3 .2 .4 Calidad promedio descargada por los molinos de nixtamal • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. 3 .3 NORMAS OFICIALES APLICABLES A MOLINOS DE GRANOS CUANDO NO DESCARGAN A CUERPO RECEPTORES 0 TIENEN EMISIONES. 3 .4 NORMAS INTERNACIONALES IV PROGRAMA DE MUESTREO Y AFOROS 4 .1 . CRITERIOS DE SELECCION DE LAS EMPRESAS A CARACTERIZAR Y AFORAR 4 .2 PARAMETROS A DETERMINAR EN LAS MUESTRAS COMPUESTAS 4 .3 FRECUENCIA DE MUESTREO 4 .4 METODOLOGIA DE AFORO Y MESTREO V. RESULTADO DE LABORATORIO Y PROCESAMIENTO DE DATOS 5 .1 EMPRESAS SELECCIONADAS 5 .2 RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS DE LOS MOLINOS SELECCIONADOS 5 .3 RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO 5 .4 ANALISIS DE RESULTADOS VI. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO 6 .1 ALTERNATIVAS SELECCIONADAS 6 .2 PROCESOS BIOLOGICOS SELECCIONADOS 6 .2 .1 Lodos activados 6 .2 .2 contacto anacrobio 6 .2 .3 Filtros anaerobios 6 .2 .4 Contactor biologico rotatorio 6 .3 PROCESOS DE COAGULACION - FLOCULACION 6 .3 .1 Coagulacion con AI (III) 6 .3 .2 Coagulacion con Fe (III) 6 .3 .3 Coagulacion con ayuda coagulante 6 .3 .4 Coagulacion del efluente del reactor anaerobio empacado 6 .3 .5 Coagulacion del cfluente del sistema de lodos activados 6 .4 CONCLUSIONES OPRODEC ONSTRUCC/ONES S .A . DE C. V. • VIL- ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. ANTECEDENTES 1 . OBIETO 2 .CAMPO DE APLICACION 3. REFERENCIAS 4. DEFINICIONES 4 .1 . Muestra Compuesta 4 .2 . Muestra Simple 4 .3 Paramctro 5. ESPECIFICACIONES 6. MUESTREO. 7. METODOS DE PRUEBA 8. VIGILANCIA VIIL- ANALISIS DE COSTO BENEFICIO DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES, PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. 8 .1 . DATOS DEL COMITE CONSULTIVO NACIONAL DE NORMALIZACION. 8 .1 .1 . Denominacion 8 .1 .2 . Dependcncia que preside el Comité 8 .1 .3 . Institucion promotora del anteproyecto de norma 8 .2 . DESCRIPCION DEL PROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA. 8 .2 .1 Titulo 8 .2 .2 . Finalidad dcl anteproyecto 8 .2 .3 . Objetivo especifico 8 .2 .4 . Rayon especifica . tccnica y/o de protecciem al consumidor que justifica la expedicibn de la norma. 8 .2 .5 . Elementos escnciales do la norma, incluyendo su campo de aplicacion 8 .2 .6 . Especificar de que mantra contribuye la norma propuesta al logro del objetivo especifico. para corregir la situaciOn existence • 8 .3 BENEFICIOS 8 .3 .1 . Beneficios cuantificables que deriven de la aplicacion de la norma oficial mexicana por aflos y por sectores publico, privado o sociales. 8 .3 .1 .1 Beneficios publicos 8 .3 .1 .2 . Beneficios privados 8 .3 .1 .3 Beneficios totales 8 .3 .2 . Beneficios no cuantificables que deriven de la aplicacion de la norma oficial mexicana 8 .3 .3 . Supuestos y base utilizadas pars el câlculo de beneficios (cuantificables y no cuantificables) que se deriven de la aplicacion de to norma por sectores beneficiados. 8 .3 .4, Enunciar persona o grupos que se benefcian 8 .4 . COSTOS OPRODEC ONSTRCJCCIONES S.A. DEC. V. • 8 .4 .1 . Costos cuantificables que se derivan de la aplicacion de la norma official mexicana por ario, por sectores afectados. 8 .4 .1 .1 . Costos p iblicos 8 .4 .1 .2 . Costos privados 8 .4 .1 .3 Costos totales 8 .4 .2 . Costos no cuantificables en términos monetarios derivados de la aplicaciOn de la norma. 8 .4 .3 Supuestos y base utilizadas para el câlculo de costos (cuantificables y no cuantificables) que se deriven de la aplicacion de la norma por sectores afectados 8 .4 .4 . Enunciar personas o grupos que asumirân is carga de Ios costos de la aplicacion de la norma. 8 .5 . BENEFICIOS NETOS POTENCIALES (BENEFICIOS MENOS COSTOS) 8 .6 . JUSTIFICACION DE LA EMISION DE UNA NORMA MEXICANA COMO LA MEJOR ALTERNATIVA 8 .6 .1 . Otras alternativas consideradas. 8 .6 .2 . Justificacion de la norma propuesta como la alternativa mâs costo efectivo. IX .- PROGRAMA DE CONSULTA. • OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. V. • • • INTR OD UCCION OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. INTRODUCCION. La Secretaria de Desarrollo Social esta llevando a cabo el "Programa Ambiental de México ", parcialmente financiado por Banco Mundial a través del préstamo numero 3461-ME . Este Programa busca ampliar y mejorar la capacidad de gestion del Instituto Nacional de Ecologia, mediante una estrategia que permita su estructura operativa. Para el efecto, en la componente de Fortalecimiento de la Capacidad de Anâlisis de las Politicas Ambientales se ha establecido un conjunto de acciones especificas que serân efectuadas en el periodo comprendido entre 1991 y 1995. En este sentido, la subcomponente normativa contempla entre sus varias lineas de accion, la formulacion de los Anteproyectos de Normas Oficiales Mexicanas requeridas para la instrumentacion de la Ley General del Equilibrio Ecologico y la Proteccion al Ambiente. En particular, como parte de las actividades necesarias para lograr el objetivo mencionado, se elaborarâ el anteproyecto de la Norma Oficial Mexicana que establece los limites mâximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de la industria de molinos de granos. En particular el estudio se enfocarâ a las descargas de aguas residuales provenientes de los molinos de maiz para producir nixtamal, base de la elaboracion de la tortilla y alimento esencial de todos los mexicanos. Asi mismo el estudio comprenderâ la formulacion del anteproyecto de norma para los molinos de trigo, aunque se sabe que en el proceso de produccion de harina no se genera aguas residuales, sino en el lavado de sus instalaciones . • 1 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.N. ANTECEDENTES OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. • ANTECEDENTES. La industria de molinos de granos en nuestro pais contribuyen significativamente al deterioro de la calidad del agua, debido al alto contenido de carga contaminante presente en sus descargas de aguas residuales . Para tal fin se considera pioritario la formulacion de una Norma Oficial Mexicana que establezca los limites mâximos permisibles de los contaminantes presentes en dichas descargas. Hablar de la industria de molinos de granos es una gama muy amplia, ya que granos pueden ser de trigo, maiz, frijol, arroz, etc . Sin embargo es de conocimiento general que la harina de maiz producida a base de la molienda del maiz cocido o nixtamal es una fuente importante de generacion de aguas residuales altamente contaminantes . En general la industria de molinos de granos utiliza cocimiento de los mismos para poder llevar a cabo la molienda llevândose a cabo actividades importantes como : Preparacion de grano Lavado AdiciOn de sustancias inertes, etc. en donde se utiliza gran cantidad de aguas . La industria de la tortilla es la quinta en volumen total del pais, y apenas el 12% proviene de la harina, mientras que el resto aun sigue los métodos tradicionales de nixtamal y sus inevitables consecuencias contaminantes. Hay dos tipos de establecimientos que . procesan maiz para consumo humano directo, los molinos de nixtamal y las fâbricas de harinas de maiz nixtamalizado los primeros manejan de 500 a 2000 kg/d y las segundas de 200 a 600 T/d . Las aguas usadas, residuales o efluentes tienen residuos del propio maiz, asi como restos de la cal usada durante la coccion, tanto en forma suspendida como disuelta . Esta materia orgânica e inorgânica representa una elevada carga contaminante desde el punto de vista ambiental . Ademâs, la temperatura y pH de salida son altos (de 40 a 70°C y de 12 a 14, respectivamente), en particular en las fâbricas de harina de maiz nixtamalizado . En éstas, ademâs, se emplean considerables cantidades de agua (de 500 a 1500 m3 /d) que cuando se arrojan al drenaje o directamente a los acuiferos y/o al suelo crean • problemas de deterioro ambiental. 2 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • OBJETIVO • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. N. • OBJETIVO. Contar con un anteproyecto de Norma Oficial Mexicana que establezca los limites mâximos permisibtes de contaminantes en Las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de la industria de molinos de granos . ' Asi comb el anâlisis costo-beneficio de la norma. • 3 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • AL CANCE • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. A LCANCE El alcance de las actividades para la elaboracion de la norma estarâ basada en el programa indicado por el INE/SEDESOL: 1. Recopilacion, sistematizacion, anâlisis y evaluacion de la informacion. 2. Panorâmica de las actividades de molinos de granos. 3. Formulacion del programa de aforo y muestreo. 4. Aforo, muestreo y anâlisis de muestras. 5. Procesamiento y anâlisis de datos. 6. Definicion de alternativas de tratamiento de las aguas residuales. • 7. Formulacion del anteproyecto de norma, de acuerdo con la guia para la elaboracion de la NOM vigente incluyendo la determinacion de los métodos de prueba, de muestreo o los procesos de verificacion para el cumplimiento de ésta y el grado de concordancia con normas o recomendaciones internacionales cuando existan. Determinacion del costo-beneficio en la aplicacion de la norma. 9. Formulacion de programas de consulta. 10. Reportes de avance e informe final . 4 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. I. IND USTRIA DE MOLINOS DE GRANOS • OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A. DE C.V. I. INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. Los cereales son las semillas secas de los miembros de la familia de las gramineas que se cultivan para obtener sus granos y son las plantas que mayor importancia tienen en la alimentacion humana . De los cereales, el trigo, el maiz y el arroz, son los mâs importantes . Uno o mâs de los cereales se adaptan a cada tipo de clima sobre la tierra : la cebada y el centeno crecen en las regiones del none, el trigo en las regiones templadas, el maiz y el arroz en regiones de temperatura mâs calida y en los trOpicos. 1 .1 TRIGO. Se cree que el trigo que se cultiva actualmente evoluciono de cierta clase de "maiz" cultivado que provino de un pasto silvestre nativo de las regiones aridas de pastura del sureste de Europa y Asia menor. El cultivo del trigo varia desde los métodos primitivos que todavia se practican en algunas areas del mundo, hasta la completa mecanizacion de la operacion, desde la preparacion del suelo hasta la cosecha . En las areas productoras de trigo mas importantes, la tierra se ara, se prepara la semilla y se siembra, utilizando equipo de tractores, después de lo cual, la cosecha se levanta por medio de maquinas auto propulsadas y el trigo se transporta a los almacenes o a terminales de ferrocarril por medio de camiones. 1.1 .1 TRIGOS DUROS ROJOS DE INVIERNO. Es una regla mundial general el hecho de que en todos los lugares en que pueda cultivarse trigo de invierno, se levantara esta cosecha . Se siembra en otono, lo que permite que la planta establezca un sistema radicular entes del periodo latente, lo que hace posible que la planta utilice en forma efectiva la humedad, el calor y la luz solar de la primavera . No hay retrasos en la primavera a causa de la espera obligada a que el campo se seque lo suficiente para el cultivo. Asi pues, excepto en las areas en donde las pérdidas por muerte invernal es alta, es comim producir trigo de invierno . En la mayoria de los casos se presentan diferencias definidas en la calidad entre los trigos de invierno y de primavera, pero éstas no constituyen el patron universal . 5 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • 1 .1 .2 TRIGOS DUROS ROJOS DE PRIMAVERA. En general se acostumbra sembrar el trigo de primavera en surcos tan pronto como la tierra estâ suficientemente seca para trabajarla. La siembra temprana da una mejor oportunidad de escapar a los efectos de los danos causados por el clima calido y también asegura la obtencion de rendimientos mas altos . En donde Ios trigos de invierno perecen por la accion de inviernos muy severos, predominan los trigos de primavera. 1.1 .3 TRIGOS DURUM Las practicas de siembra y cosecha de los trigos durum son las mismas que se aplican a los durum rojos de primavera . Con frecuencia, los granjeros se resisten a cultivar trigos durum porque se necesita mayor cantidad de semilla y se produce aristas âsperas y pajas en general . débiles. Ademas, el rendimiento por acre de trigo durum hasta muy recientemente era inferior al de los trigos de primavera e invierno. • 1 .1 .4 TRIGOS BLANDOS DE INVIERNO . . Es comun encontrar granjas en donde se ha cortado el maiz y se siembra trigo de invierno en el rastrojo del campo de maiz . Con frecuencia el trigo puede plantarse después del maiz, simplemente granando y escarificando la tierra . El use de fertilizantes comerciales para aumentar los rendimientos es aids comun en la region de trigo rojo blando de invierno que en otras areas en donde se cultiva trigo. 1 .1 .5 ESTRUCTURA DEL GRANO Con frecuencia el grano de trigo corresponde al fruto que encierra una sola semilla, o, botânicamente, la cariopside de la planta comun del trigo . triticum aestivum. La composicion del grano varia mas en el trigo que en cualquier otro grano de cereal . Aunque la cantidad usual de proteinas es del 8 al 15%, se presentan valores tan bajos como del 7% y tan altos como del 24% . Las diferencias genéticas y las condiciones del cultivo, asi como la temperatura, 6 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. • precipitacion pluvial, caracteristicas del cultivo y del suelo, son las principales responsables de la variacion en la composicion. 1 .1 .6 USOS DEL TRIGO La fabricacion de harina a partir del trigo requiere de un proceso complejo en el cual intervienen muchas etapas de molienda y tamizado. La eficiencia de la molienda de harina depende de la efectividad del acondicionamiento o templado del trigo y también del flujo adecuado de materiales a través del molino . Cuando se muele trigo que se ha condicionado en forma adecuada, el grano endurecido y el germen se desprenden en trozos relativamente grandes y las particulas molidas de endospermo pueden separarse con facilidad de ellos . En general , cerca del 72% del grano de trigo se recupera como harina y el 28% restante, como alimentacion para el molino. • En casi todos los molinos de trigo se muele sobre rodillos . Los modernos sistemas de molienda con rodillos consta de dos panes . Los primeros pares de rodillos llamados "quebradores" son corrugados y varios pares de rodillos giran en forma encontrada a diferentes velocidades . Aqui, el trigo se quiebra y el salvado se desprende del grano . A los rodillos sigue un cernidor y un purificador para separar y clasificar las fracciones molidas. Los cernidores constan de una serie de mallas en una caja suspendida de tal manera que se produce un movimiento de agitacion rotatorio . Aqui, el grano de trigo roto se cierne a través de las mallas sucesivas de mayor finura . El material grueso del cernidor se vuelve a pasar por el siguientes rodillos de la quebradora . Algo del material fino de cada cernidor se envia por un purificador, donde, por medio de corrientes de aire y mallas, se separa el salvado y se clasifican las particulas de endospermo . Durante el proceso de quebrado se produce algo de harina. Cuatro o cinco rodillos quebradores, con superficies corrugadas cada vez mâs finas, y seguidos cada uno de ellos por un cernidor y un purificador, trabajan el material grueso que proviene del cernidor y reducen las particulas de trigo a harina granular o "mediana", tan libre de salvado como sea posible . • 7 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. Uno de los mâs recientes adelantados de la industria de la molienda, incorpora molinos de impacto en el sistema de quebradoras . Aunque este tipo de molino probablemente no reemplazarâ por completo at de rodillos en este sistema, los molinos de impacto son efectivos para desprender en endospermo de la capa de salvado y también tiene capacidad muy alta. En general, la alimentacion del molino corresponde a un 28% del trigo procesado. normâlmente, las Corrientes del molino se combinan para obtener productos como son salvado, la cubierta exterior gruesa de los granos (12% de fibra) ; "molienda mediana" que son particulas finas de salvado, cortos, germen y harina (9 .5% de fibras) ; mezcla de trigo molido y salvado de buena calidad (9 .5% fibra) cortos, formados por particulas finas de salvado, germen harina y desperdicios del final del molino (7% de fibra) y residuos, una combinacion de desperdicios, algo de salvado, germen y harina (4% de fibra) . En general, el contenido de proteina de estos productos aumenta con la disminucion en el contenido de fibra . La alimentacion del molino se vende por cereales regulares convirtiéndose en ingredientes de alimento para ganado, ayes, cerdo y perros . La sémola de germen de trigo que consta principalmente de germen de trigo con algo de salvado y cortos, es un ingrediente de los alimentos para caballo y mink . El germen de alta pureza puede ser obtenido por separaciones especiales para consumo humano. Ver Fig. 1 .1 La molienda de harina generalmente es un "trabajo de 24h diarias" ; por to tanto, con frecuencia la harina se almacena a granel para la mezcla, el empaque y el embarque puedan hacerse durante un turno de trabajo. Es comun que la harina y los alimentos se embarquen a granel, to que generalmente disminuye el costo de flete. Entre los adelantos mâs recientes en la industria se encuentran la molienda fina y la clasificacion por medio de aire, mediante la cual, una harina puede separarse en fracciones con mayor contenido de proteinas o de almidon . Por to tanto, es posible separar mezclas de harina a voluntad del cliente dentro de un intervalo mâs amplio que antes . Asimismo, la harina puede hacerse fluir mâs libremente, haciendo que las particulas se aglomeren en racimos por medio de humedad y secado por aspersion. El manejo de la harina a granel en camiones, carros de ferrocarril y barcazas, asi como las operaciones dentro de la planta, se han visto modificadas y en anos recientes se han presentado varias mejoras en el equipo . 8 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V.. • 100 libras de trigo 72% de trigo = 100% Directa, todas las corrientes 55 % 40% Preferente limpia Harina de patente extra corta o preferente . 14% Salvado 14% Cortos 16% Salvado 12% Cortos co C, c â 60% Harina de patente corta o de primera . 3 25% 70% Co 3 Harina de patente corta 80% y Harina de patente media 90% Harina de patente larga . 95% Hariana di recta . 100% Fig. 1 .1 . RENDIMIENTOS DE DIVERSOS TIPOS DE HARINA QUE RESULTAN DE LA MOLIENDA DE 100 LB DE TRIGO. 1 .1 .7 IMPORTANCIA ECONOMICA En los paises industrializados, la industria harinera estâ entre las diez primeras de importancia economica . En paises menos desarrollados casi siempre los molinos de harina representan una de las primeras industrias . Aunque la molienda de harina requiere de grandes inversiones de edificios y equipo, no es importante en la contratacion de -mano de obra ; sin embargo, el empleo es sustancial, a lo largo de todo el ano y de tiempo completo. 1.2. MAIZ. El maiz (Zea mays L .) es originario del Hemisferio Occidental . Fue el unico cereal cultivado en forma sistemâtica por los indios americanos aunque cosechaban algunos otros granos en su estado silvestre . En Europa, se usa el nombre de maiz para distinguir a este cereal de otros granos. • 9 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. N. • 1.2.1 TIPOS DE MAIZ La mayor produccion de maiz corresponde al maiz de campo de los tipos dentado y duro. Cuando utiliza el termino genérico "maiz", se refiere a este tipo de maiz . El maiz dulce y el palomero también son de importancia economica . El maiz dulce difiere del maiz de campo en que es mayor la cantidad de carbohidratos del grano que estâ presente como polimeros de la glucosa de peso molecular relativamente bajo (dextrinas) mâs que como grânulos de almidon. En consecuencia, los granos del maiz dulce retienen su textura blanda y suculenta y su sabor dulce por un periodo mâs largo durante su desarrollo . Los granos del maiz dulce, al madurar y secarse, son tan duros como los del maiz de campo, aunque tienen una superficie arrugada . Por otra pane, ciertas variedades del maiz de campo se venden como maiz dulce estân en etapa de inmadurez. 1 .2 .2 CLASIFICACION • Las principales variedades del maiz son : maiz de vaina, maiz duro, maiz dentado, maiz dulce, maiz palomero, maiz harinoso y maiz ceroso. El maiz de vaina es quizâ un tipo primitivo . Cada grano esta envuelto por una vaina fibrosa. Esta caracteristica puede aparecer en cualquier otro de los tipos descritos aqui. El maiz duro tiene granos muy duros como su nombre lo indica . Esta caracteristica se debe a que las capas de almidon duro y proteina, justamente debajo de la cascara, son bastante gruesas . La mayoria de los granos del maiz de este tipo maduran pronto y tienen cierta popularidad por esta razOn. La textura puede afectar, en forma adversa, su valor para la alimentaciOn de ganado, pero, por supuesto, no va en detrimento de sus cualidades de molienda . El maiz duro se cultiva principalmente en Argentina y Africa. El maiz dentado constituye la mayor cosecha de los Estados Unidos de Norteamérica . Al madurarse, los granos presentan una concavidad pronunciada debido al encogimiento del endospermo a medida que se pierde humedad . Los granos son duros, pero no tanto como los del maiz duro. • 10 OPRODEC ONSTRUCCJONES S.A . OE C. 3. • El maiz harinoso se cultiva en Sudamérica y América Central principalmente . Los granos son grandes y blandos, y el endospermo se desmenuza con facilidad . Estas caracteristicas permiten que el grano se muela fâcilmente, formando harina, lo que es ventajoso en los métodos de preparacion domésticos. 1.2.3 USOS DEL MAIZ En principio, el concepto bâsico para la molienda de trigo se aplica a otros granos de cereal cuando el objetivo es producir harina . Rara vez los procesos son tan complicados para los otros granos como los son para el trigo. En varios paises, como por ejemplo México, el maiz es uno de los principales alimentos y la mayor parse del procesamiento se hace teniendo como objetivo su uso como alimento . En los Estados Unidos de América, sin embargo, solo una pequena parte de la produccion del maiz se procesa para uso alimenticio. • Probablemente el primer molino de maiz existio en alguna parte de Centroamérica porque el maiz es originario de América . El maiz se ha molido para consumirlo como alimento al menos desde hace 1,500 anos. 1 .2 .4 EL MAIZ Y SUS PRODUCTOS Existen clasificaciones para refinar el maiz ; molienda en humedo, molienda en seco y por fermentaciOn. En los E .U . de la cosecha anual total de maiz, mâs o menos el 5% la emplean los molinos en humedo para obtener almidon, azucar y aceite de maiz ; el 3 .5% de los molinos en seco, para harina de maiz, cereales y aceite de maiz ; y el 1% va a procesos de fermentacion para obtener alcohol neutro y bebidas alcoholicas . Aproximadamente el 77% de la cosecha se emplea como alimento para el ganado y el 13 .5% se exporta como grano . • 11 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V.. • • Molienda de maiz en humedo. El procesamiento del maiz puede ilustrarse siguiendo el proceso desdé su principio hasta su fin.. • Limpieza. A medida que se recibe el maiz, se limpia antes de almacenarse en la planta . La selecciOn y limpieza por aepiracion con vacio elimina todos los materiales indeseables como son polvo, desechos, mazorcas, piedras e insectos. • Maceracion. Fisicamente, la maceracion se lleva a cabo en una serie de tanques en donde se controla por medio de un flujo a contracorriente de agua de maceracion . A intervalos regulares se hace recircular el agua con âcido sulfuroso sobre cada tina . El maiz mâs viejo se remoja en agua que contiene la menor cantidad de productos solubles y el mâs nuevo en agua que contenga una mayor cantidad de sustancias solubles. Durante la maceracion, el maiz se cubre por completo . Al final del periodo de maceracion, el agua se separa del maiz . El agua de maceracion contiene airededor de 6% de solidos que estân constituidos por el 35 al 45% de proteinas. Al concentrar el agua de maceracion a un contenido de solidos del 25 al 55% se utiliza como alimento para animales o consumo material nutriente en procesos bioquimicos. • Separacion de germen. El proceso de maceracion reblandece el grano de maiz hasta un punto deseable (aproximadamente 45% de humedad) . Ahora puede llevarse a cabo la separacion del germen mediante una molienda gruesa que rompe el grano liberando el germen sin danarlo. Esta molienda produce un material de forma de pulpa que contiene germen, cascara, almidon y gluten que hace pasar a través de un separador de ciclon liquido en donde se. recupera el germen. El germen recuperado, libre de almidon y secado en un secador tubular rotatorio de vapor estâ listo para la separacion y refinacion del aceite. • 12 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • Molienda. Los primeros molinos de piedra, hechos de piedra caliza dura impregnada con silice, han sido reemplazados por molinos de atricion o de impacto. El molino de atricion, el refinador Bauer de Doble Disco Revolvente, utiliza la rotacion encontrada de discos estriado, en donde cada disco esta accionado por su propio motor. El método alterno, molienda de impacto, casi siempre se verifica en un molino de impacto Entoleter . El material que va a molerse entra al rotor de la maquina que esta girando y es arrojado con gran fuerza contra los impactores en la periferia del rotor y también contra un impactor estacionario . Estos molinos de atricion y de impacto liberan facilmente el almidon. La pasta .molida resultante que contiene almidon, gluten y cascara, se hace pasar a través de una serie de carretes con tamices de 18 a 20 mallas, en donde las cascaras y fibras gruesas se eliminan . El lavado prolijo elimina mas almidOn de las fibras que se han separado. • Molienda de maiz en seco. La industria de la molienda del maiz en seco esta basada en dos procesos basicos : métodos en los cuales se separa el germen y métodos en donde no se separa el germen. El proceso de desgerminacion separa los elementos bâsicos : hollejo, germen y endospermo antes de la molienda . Los productos resultantes son : maiz quebrado, hojuelas, harina, aceite y forraje, los cuales se utilizan en la fabricacion de cereales para desayuno, productos germinados, bebidas fermentadas como la cerveza y la malta, bocadillos y alimentos para animales. El método de no desgerminacion simplemente muele el maiz entero, casi siempre dentado blanco, convirtiéndolo en una arena de maiz rica en aceite que se utiliza en productos horneados . 13 r OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . OE C.V. MAIZ SIN VAINA los .LIMPIADORES DE 's M17 BODEGA 20S . LIMPIADORES DE MA17 TANOUES DE MACERACION DESGERMINADORES EVAPORADORES DE AGUA DE MAC'FRACION LAVADO Y SECADO DE GERMEN SEPARADORES DE GERMEN EXTRACTORES DE MOL1NOS MALLAS DE LAVADO CONCENTRADOS DE AGUA DE MACERACION t SECADORES OE ALIMENTO OARA ANTI FS FILTROS SEPARADORES CENTRIrUGOS SEPARADORES CENTRIFUGOS ACFITF DESODORANTES ALMIDON FILTROS DE 1AVAnn FILTROS ALIMENTO PARA ANIMALES ACEITE RFFWAnn BASE DE 1ARCN HARINA DE ACEITE DE MAIZ 1 i CONVERTIDORES DE IARAREA71ICAR SECADORES -ifDE ALMIDON REFINACION ALMIDONES SEGOS TOSTADORES DE DEXTRINA 1 JARABE DE MAIZ DEXTRINASI t SECADORES OE TAMBOR 0 POR ASPERSION CRISTALIZADORES , nF A7I ICAR SOLIDOS DE JARABE 1')g MA IZ CENTRIFUGAS DEXTROSA FIG . 1 .2 EL PROCESO DE REFINACION DEL MAIZ 14 OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A. DE C.V. • 1 .2.5 . IMPORTANCIA ECONOMICA. La industria de la tortilla es la quinta en volumen total del pais y apenas el 12% proviene de la harina, mientras que el resto aun sigue los métodos tradicionales de nixtamal. El maiz es, por diversas razones, el cultivo mâs importante en México . En 1991, la superficie cosechada de maiz en zonas de temporal represento 58 .3% del total nacional ; asimismo, el valor de la produccion de maiz (en pesos de 1990) represento 18% del valor total de la produccion agricola. Segun estimaciones de la SARH, aproximadamente 42% de los productores de maiz son de autoconsumo, y generan aproximadamente 18% de la produccion total nacional . El 46% de los productores de maiz tienen rendimientos inferiores a una tonelada . Por el contrario, 7% del total de productores muestran un rendimiento de mâs de 3 .5 toneladas en promedio y generan 32% de la produccion nacional. • En promedio, en la produccion de granos y oleaginosas, México tiene rendimientos menores frente al exterior. Sin embargo, la productividad de las tierras agricolas presenta actualmente niveles tales que permiten prever la posibilidad de aumentos relevantes, una vez adoptadas formas modernas y 'competitivas de tecnologias, escalas de produccion y formas de organizacion y produccion . • 15 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • II. PANORAMICA DE LA INDUSTRIA. • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. II. PANORAMICA DE LA INDUSTRIA 2 .1 LOCALIZACION La distribucion de la industria molinera en el territorio nacional ha obedecido a diversos factores, entre los que se destacan los principales centros de consumo o los productos de materias primas. El cuadro 2 nos muestra la capacidad instantânea de molienda actualmente en las zonas estudiadas, en el cual se menciona los siguientes datos: - La zona y la entidad. El tipo de grano procesado. La capacidad de molienda (ton/dia) y la molienda anual. El cuadro 2.1 nos muestra la investigacion , en el cual se mencionan los siguientes datos: - La ubicaciOn. — El tipo de grano procesado. - La capacidad de molienda (ton/dia) Tipos de almacenamiento de materia prima. Producto elaborado. - La mano de obra calificada, no calificada y otros. Forma de almacenar el producto terminado. - En la mayoria de los molinos, ninguno tiene posibilidades de diversificacion de molienda. Sedetecto también que aproximadamente el 5% de los molinos de los productos en cuestion (cuadro 2 .1) son aun de tipo rudimentario. Por otro !ado no existe una agrupacion nacional de tales cambios de transformacion por lo que cada uno de ellos ( en su mayoria) se establece y labora bajo diversas condiciones, que en algunos casos no son las minimas estipuladas por la ley . 16 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. CUADRO 2 .- CAPACIDAD INSTALADA DE MOLIENDA ACTUALMENTE DE ALGUNAS ZONAS DEL PAIS . Zona Tipo de Grano Procesado Capacidad de Molienda Molienda Anual .(Ton) (Ton/Dia) Zona Centro : Trigo 75 27,375 Hidalgo Trigo 35 12,775 Trigo 60 21,900 Trigo 150 54,750 Trigo 150 54,750 Trigo 40 14,600 Trigo 150 91,250 Sorgo 160 58,400 Sorgo 24 8,760 Guanajuato Subtotal 34,360 Zona Noreste Tamaulipas Coahuila Maiz 120 43,800 C6rtamo 195 52,925 Soya 160 58,400 Subtotal 155,125 Zona Norte : Durango. Sorgo 100 36,500 Sorgo 55 20,075 Sorgo 90 32,850 Subtotal 89,425 17 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. TABLA 2 . (CONTINUA) Zona Tipo de Grano Procesado Capacidad de Molienda Molienda Anual.(Ton) (Ton/Dia) Zona Centro Pacitiico Sorgo 48 4,320 (3 meses promedio) Michoacan Arroz 2 180 (3 meses promedio) Subtotal 4,500 Zona norocste : Sinaloa Ajonjoll . Cartamo, Soya, Arroz (16 molinos) Total 89,425 18 • • CUADRO 2 .1 Forma de U bicacion Tipos de Granos Cap. de Tipo de Procesados Molienda Almacén Cap. (Ton) Tipo Trigo 75 Rio Bravo, Tamps. Maiz 120 Gomez Palacio, Dgo. Maiz, Trigo, Sorgo No. Calif. Calif Otros Total Almacén Almacenar el No. de producto Ter. unidades. Prod . Ter. (Ton/DiaL Tlaxcoapan y Cap. de 8 6 18 Silos concre. 10.000 Harina 450 Ton . 4 Bodegas 30,000 Hanna 600 Ton 2 Silos concre . 25,000 Hanna 20 .000 Ton 100 60 30 190 11,000 Hanna 800 Ton 7 26 9 42 715,000 Lt . 76 12 Harina 160 Ton. 4 2,700 45 Sacos 44 Kg. Pachuca Hgo. 55 y otros grans Gomez Palacio Dgo . Gomez Palacio Dgo. Fco . I Madero, Coale Soya, Sorgo, Maiz Estribas 1200Kg. sacos 40 Kg. Bodegas 90 Silos cone-re. y Trigo Bodegas Cirtarno Silos concre . 16,000 Ton. Soya Bodegas :si 16,000 Tolva Cârtamo 2 145 Soya Sorgo, Tolva, 45 3,000 Bodegas (Soya) 3,000 65 Ton. CSrtamo 1,000 Hanna, 3,000 Salvado Gomez Palacio, Dgo . Maiz, Trigo, Sorgo 160 Silos Los Mochis, Sin Maiz 240 Metilicos Semolina Los Mochis, Sin Arroz 90 Bodegas Aceites Los Mochis, Sin Arroz 90 Silos concre Cârtamo Los Mochis, Sin Arroz 90 Los Moe-his, Sin Trigo Hanna Los Mochis, Sin Trigo Paquetes 1Kg Arroz pulido, Arroz pulido Hanna Hanna . 19 35 88 6 10 40 120 Sacos 44Kg . Paquete 1Kg . 6 Continuacion ... CUADRO 2 .1 Forma de Ubicacion Tipos de Gnaws Cap. de Tipo de Procesados Nlollenda .4lmacen Tipo Cap. (Ton) Total Al nacenar el No. de productoTer. unidades. Prod . Ter. _ Los \lochis, Sin Trigo Ifarina Hermosillo, Son. Trigo Harin g Hermosillo Tirgo Hanna Hermosillo Trigo Harina Apatzingin, Mich Ajonjoli Aceire Apatzingar, Mich Maiz, Sorgo Buenavista, Mich Arroz 2 Irapuato, Gto. Trigo 150 Bodega 25,000 Salamanca, Gto. Trigo 150 Silo, Concre ., Bodega Otros Almacen (Ton/Dia) 16 No. Calif. Calif Cap . de 400 1 — — 1 A granel — 1 — — 1 Saco 50Kg 1 [farina 800 3 34 8 45 Sacos 44Kg. 1 15,000 Harina 880 4 35 11 50 Sacos de 44Kg 1 1,500 — 2 2 2 Sacos de 80Kg . 1 880 1 20 4 25 Sacos de 44 Kg. 1 200 Alimento B Intemperie Bodegas Salamanca, Gto . Sorgo 24 Bodegas 1,500 Alimento B Irapuato,Gto. Trigo 60 Silos, Concre, 7.000 Haring, Salvado Bodegas Salamanca, Gto. Trigo 40 Bodegas 5,000 Harina 50 1 32 4 37 Sacos de 44Kg. 1 Irapuato,Gto. Trigo 35 Bodegas 4,000 Harina, Salvado 44 1 17 3 21 Sacos de 44Kg. 1 Salamanca, Gto. Maiz, Trigo 40 Silos, Concre ., 20,000 Alimento B 900 27 52 44 125 Sacos y a granel 2 45,000 Harina 2,640 3 60 17 Saws 44 Kg. 1 Bodegas Sorgo Celaya, Gto. Trigo 250 Silos, concre ., Bodeas . 20 80 2 .2 DISTRIBUCION DE MOLINO POR ESTADO (Trigo) CUADRO 2 .2 Estado No. de Molinos P rocentaje del Total. AGUASCALIENTES 1 0 .82% BAJA CALIFORNIA 2 1 .64% B . CALIFORNIA SUR 1 0 .82% 0 .82% CAMPECHE 10 8 .20% CHIAPAS 1 0 .82% CHIHUAHUA 5 4 .10% DISTRITO FEDERAL 16 13 .11% DURANGO 2 1 .64% GUANAJUATO 11 9 .02% GUERRERO 2 1 .64% HIDALGO 3 2 .46% JALISCO 8 6 .56% MEXICO 12 9 .84% MICHOACAN 11 9 .02% 1 0 .82% 3 2 .46% PUEBLA 11 9 .02% QUERETARO 2 1 .64% SAN LUIS POTOSI 2 . 1 .64% SINALOA 5 4 .10% SONORA 7 5 .74% 2 1 .64% COAHUILA COLIMA MORELOS NAYARIT NUEVO LEON OAXACA QUINTANA ROO TABASCO TAMAULIPAS TLAXCALA VERACRUZ YUCATAN ZACATECAS • 0 .82% 2 1 .64% 122 100 .00% FUENTE : ENC['ES I REAI .IZADA A LA INDUSTRIA HARINERA DE TRIGO . 21 ~fllllh;: OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. 2.3 PRODUCCION Y DEMANDA ESTIMADA ANUAL DE HARINA POR ESTADOS. CUADRO 2 .3 ESTADO PRODUCCION DE DEMANDA DE SALDO HARINA HARINA TONS/ANO. TONS/ANO TONS/AIYO AGUASCALIENTES 719,659 29,600 29,866 (266) BAJA CALIFORNIA 1,660,855 44,400 68,925 (24,525) B . CALIFORNIA SUR 317,764 9,668 13,187 (3,519) CAMPECHE 535,185 17,760 22,210 (4,450) COAHUILA 1 .972,340 186,258 81,852 104,406 428,510 0 17,783 (17,783) CHIAPAS 3 .210,496 31,968 133,236 (101,268) CHIHUAHUA 2,441,873 102,365 101,338 1,027 DISTRITO FEDERAL 8 .235,744 642,764 341,783 300,981 DURANGO 1 .349 .378 97,027 55,999 41,028 GUANAJUATO 3,982,593 247,160 165,278 81,882 GUERRERO 2,620,637 18,130 108,756 (90,626) HIDALGO 1 .888.366 67,340 78,367 (11,027) JALISCO 5,302,689 127,946 220,062 (92,116) MEXICO 9,815,795 318,718 407,355 (88,637) MICHOACAN 3,548,199 136,530 147,250 (10,720) MORELOS 1 .195,059 23,680 49,595 (25,915) 854,643 0 34,223 (34,223) NUEVO LEON 3,098 .736 238,280 128,598 109,682 OAXACA 3 .019.560 0 125,312 (125,312) PUEBLA 4,126,101 446,960 171,233 275,727 QUERETARO 1,051,235 28,1820 43,626 (15,506) 493,277 0 20,471 (20,471) SAN LUIS POTOSI 2,003,187 26,640 83,132 (56,492) SINALOA 2,204,054 128,019 91,468 36,551 SONORA 1 .823,606 233,062 75,680 157,382 COLIMA • POBLACION NAYARIT QUINTANA ROO 22 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. N. • Continuacion CUADRO 2 .3 ESTADO POBLACION PRODUCCION DE DEMANDA DE SALDO HARINA HARINA TONS/ANO. TONS/A510 TONS/ANO 1 .501,744 0 62,322 (62,322) TAMAULIPAS 2,49,581 0 93,358 (93,358) TLAXCALA 761,277 0 31,593 (31,593) VERACRUZ 6 .228,239 88,060 258,472 (170,412) YUCATAN 1,362,940 77,700 56,562 21,138 ZACATECAS 1 .276 .323 5,994 52,967 (46,973) 81 .249,645 3,374 .149 3,371,860 2,289 TABASCO TOTAL Fuente : El sector Alimentario en México . INEGI Censos Industriales 1991 Industria Harinara Nacional • 23 11 • OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A. DE C. V.. 2.4 PROBLEMATICA DEL SECTOR 2.4.1 ASPECTOS ECONOMICOS DE LA INDUSTRIA La industria molinera, se desarrollo durante muchos anos, bajo un esquema de control gubernamental, cuyo principio fue asegurar el abasto y la comercializacion de granos bâsicos a los productores agricolas, asi como garantizar un minimo nivel de alimentacion a la poblacion, via control de precios en articulos de consumo bâsico. Bajo este esquema de control gubernamental, la industria estuvo fuertemente restringida para lograr niveles de rentabilidad que le permitan capitalizarse y ampliar su capacidad instalada. La tasa de rentabilidad de la industria harinera mexicana (definida como utilidades netas después de impuestos sobre ventas totales), ha fluctuado entre -10% y 8% en los Ultimos 10 anos. Esto hace un promedio anual de 0 .2% . Historicamente la industria harinera de diversos paises industrializados también ha observado mârgenes de ganancia relativamente bajos, en relacion con sus ventas totales . En el caso de E .U.A. las utilidades netas (después de impuestos) fluctuaron entre -1% y 3 .3% en las dos ultimas décadas, con un promedio anual de 2.3% . Sin embargo este porcentaje se incremento sustancialmente en los ultimos cinco anos, hasta alcanzar 3 .6% por arm en promedio. Durante los ultimos anos, la industria harinera ha orientado la inversion hacia la reparaciOn y conservacion de equipo existente y, en ciertas zonas, a ampliar la capacidad instalada . En 1990 la inversion total del sector fue aproximadamente 25 millones de Mares . Este monto se compara con una inversion realizada en E .U.A. del orden de 90 millones de Mares. Mientras que en México bâsicamente se han realizado inversiones para mantenimiento del equipo, en E .U.A. la industria se ha mecanizado (sobre todo en el proceso de envase) ; ha introducido sistemas de computo para controlar las diversas etapas del proceso de molienda y ha realizado inversiones en laboratorios para control de calidad y anâlisis . Esto significa que la diferencia comparativa se centra en la tecnologia periférica y del control de calidad lo que brinda economias de escala que incide en el incremento de la productividad y en la reduccion de los costos utilitarios. • 24 OPRODEC ONSTRUCC/ONE S S.A. DE C.V. • Encuestas realizadas a la industria, reflejan, que el 30% de los molinos se ubican en el rango de menos de 100 toneladas de molienda diarias y el 70% se encuentra por encima de este nivel. Sin embargo la premisa de que molinos con menos de 100 toneladas diarias no son rentables, debe aplicarse a condiciones de libre mercado . Por lo que es recomendable que los molinos que no tienen tal capacidad, busquen agruparse a fin de lograr esos niveles y puedan enfrentar situaciones de competencia de libre mercado. Uno de los factores que limitan la integraciOn de la industria harinera al sector agricola (produccion de trigo), es la incertidumbre ante las perspectivas del campo . La participacion de la industria harinera en la produccion de trigo ha sido casi nula debido principalmente al riesgo prevaleciente en el sector agricola, a pesar de los cambios generados durante la presente administracion . Sin embargo ha habido algunas experiencias que dejan entrever el interés de la industria por lograr una mayor integracion. Los resultados de las experiencias Ilevadas a cabo hasta el momento, muestran que los requerimientos de capital en ese sector son muy elevados (debido al atraso tecnologico) y las expectativas de rentabilidad bajas por lo que las inversiones se consideran de alto riesgo. • Las diferencias comparativas con EU . y Canada, donde la extension agricola . las economias de escala, el esquema de integracion, el funcionamiento de las cooperativas, la organizaciOn para la entrega de trigo y la seleccion de calidades, hacen del campo un proyecto rentable, ante el cual es dificil competir, a menos que se homologuen los factores de la producciOn o que hays una reconversion de cultivos. Uno de los sectores en los que la industria empieza a desarrollar un proceso de integracion interesante, es el de comercializacion de granos, debido principalmente a la necesidad de lograr economias de escala en la compra de materia prima, pero también como una opcion ante la ineficiencia en los sistemas de almacenaje prevalecientes y el excesivo intermediarismo en la comercializacion . • 25 O PRODEC ONSTRUCCIONES S .A . DE C. V. CUADRO 2 .4 EMPLEO La industria molinera nacional emplea aproximadamente a 8,500 personas, con la siguiente distribucion regional (1990): EMPLEO EN LA INDUSTRIA HARLNERA MEXICANA, 1990 ( D .F . • Obreros 1,424 Puebla Centro 1,050 1,069 Jalisco Golfo Noroeste 450 400 1,050 1,048 Norte Total 6,491 Numero de empleados) Técnicos Admon. 38 26 40 10 8 52 64 238 328 Total 1,790 124 357 40 1,200 1,466 500 42 460 379 450 1,562 1,491 1,730 8,459 Fuente : Asociacion Nacional de Fabricantes de Harinas de trigo, A .C. La relacion capacidad instalada/empleo es de 576 .3 toneladas anuales por persona ocupada, en tanto que el coeficiente produccion/empleo en 1990 se ubico en 363 .0 ton ./ persona ocupada. En contraste, en EUA esas relaciones se situan en 1,137 .3, respectivamente . Esto refleja las diferencias en la autorizacion de la industria entre ambos paises. 26 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • CUADRO 2 .5.- ESTABLECIMIENTOS DE LA INDUSTRIA TRADICIONAL DEL MAIZ POR ENTIDAD FEDERATIVA. ENTIDAD TOTAL Aguascalientes Baja california None Baja california Sur Campeche Coahuila Colima Chiapas Chihuahua D .F . Area Metropolitana Estado de Maxico Durango Guanajuato Guerrero Hidalgo Jalisco Michoacan Morclos Nayarit Nuevo Leon Oaxaca Puebla Queretaro Quintana Roo San Luis Potosi Sinaloa Sonora Tabasco Tamaulipas Tlaxcala Veracruz Yucatan Zacatecas MOLINOS 12 .390 151 2 0 53 106 55 268 55 826 191 863 212 1 .070 711 295 582 815 352 158 140 812 1 .111 360 l 323 19 5 14 190 425 1 .450 151 624 TORTILLERIAS 10,642 71 58 13 19 42 31 96 276 3,525 1,723 303 39 296 257 66 1,435 323 324 140 90 55 366 10 17 98 277 110 52 239 69 178 13 31 MOLINO-TORTILLERIA 9,659 157 391 15 205 299 117 336 207 214 296 455 225 583 389 204 707 580 210 104 346 149 370 120 69 181 277 193 63 430 46 615 831 325 FUENTE : SECOFI, Direccion General de Fomento a productos Bâsicos . • 27 TOTAL 32,691 379 451 28 277 447 203 700 538 4,565 2,210 1,621 476 1,949 1,357 565 2,724 1,718 886 402 576 1,016 1,847 490 87 602 523 308 129 859 540 2,243 995 980 OPRODEC ONSTRfJCCIONES S.A . OE C . V. • CUADRO 2 .,6.- CAPACIDAD INSTALADA Y PARTICIPACION DE LA INDUSTRIA HARINERA Y ALMIDONERA SEGUN UBICACION REGIONAL. INDUSTRIA Y UBICACION CAPACIDAD PARTICIPACION REGIONAL INSTALADA % TOTAL 2 . 407 .4 100 .0 1,585 .0 65 .8 Sector Publico 671 .2 27 .9 MICONSA 517 .2 100 .0 Tlanepantla Edo . dc Méx . 204 .0 39 .4 Jaltipan . Ver . 54 .0 10 .4 Arriaga . Chis . 57 .6 11 .2 Guadalajara, Jal . 100 .8 19 .5 Los Mochis, Sin . 100 .8 19 .5 ICONSA 154 .5 100 .0 ICONSA, Tamps . 154 .5 100 .0 Sector Privado 913 .8 100 .0 Maseca 913 .8 100 .0 Cd. Obrcgon . Son . 70 .6 7 .7 Culiacan. Sin . 38 .5 4 .2 102 .7 11 .2 96 .3 10 .5 134 .7 14 .8 Rio Bravo . Tamps . 46 .2 5 .1 Tampico. Tamps . 70 .6 7 .7 Guadalajara . Jal . 38 .5 4 .3 Zamora . Mich . 70 .6 7 .7 Teotihuacan . Méx . 116 .8 12 .8 Chinameca . ver . 128 .3 14 .0 Industria Almidonera . 821 .3 100 .0 Guadalajara . Jal . 583 .6 71 .0 Tlanepantla, Edo . dc Méx . 480 .0 21 .9 58 .3 7 .1 Industria Harincra • Tepic . Nay . Chihuahua . Chih . Monterrey . N .L . San Juan del Rio . Qro . FUENTE : Comité Participativo de Comercializacion de Maiz . 28 21 .5 6 .4 37 .9 34 .2 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. GRAFICA 2 .- PRINCIPALES ENTIDADES FEDERATIVAS CONSUMIDORAS DE MAIZ-TORTILLA CONSUMO NACIONAL 7,850 .3 MILES DE TONELADAS • 5% 4% q Distrito Federal Guanajuato El Michoacan ® Puebla • 29 q Jalisco ELO Veracruz q México q Resto del pals GRAFICA 2 .1 .CONSUMO DE MAIZ-TORTILLA POR ENTIDAD FEDERATIVA 1986 MILES DE TONELADAS 0 .0 a 50 .0 50 .1 a 100 .0 100 .1 a 250 .0 250 .7 v 500 .0 500 .1 y mâs OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A . DE C.V. GRAFICA 2 .2 CAPACIDAD INSTALADA Y PARTICIPACION DE LA INDUSTRIA HARINERA Y ALMIDONERA SEGUN UBICACION REGIONAL 0 MASECA 0 ALMIDONERA D MICONSA 31 R ICONSA GRAFICA 2 .3.- PRODUCCION DE LOS CULTIVOS PRINCIPALES ANOS AGRICOLAS (1988 - 1992) MILES DE TON TRIGO + FRIJOL MAIZ ANOS GF1AFICA 2 .4 .- SUPERFICIE SEMBRADA DE LOS CULTIVOS PRINCIPALES ANOS AGRICOLAS (1988 - 1992) MILES DE Ha TRIGO + FRIJOL MAIZ ANOS • • GRAFICA 2 .5 .- SUPERFICIE COSECHADA DE LOS CULTIVOS PRINCIPALES ANDS AGRICOLAS (1988 - 1992) MILES DE Ha -o-- TRIGO FRIJOL MAI Z ANOS O GRAFICA 2 .6.- OFERTA MUNDIAL DE LOS PRINCIPALES PRODUCTOS AGRICOLAS (1987 - 1992) MILLONES DE TON ELADAS -a-- MAIZ +TRIGO ARROZ • GRAFICA 2 .7 .- DEMANDA MUNDIAL DE LOS PRINCIPALES PRODUCTOS AGRICOLAS (1987 - 1992) MILLONES DE TONELADAS MAIZ TRIGO ARROZ OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. V. 2 .4 .2 PRODUCTO INTERNO AGROPECUARIO. En la ultima década, el producto interno bruto del sector agropecuario represento en promedio 7.9% del total nacional . Dicha participacion esta declinando paulatinamente, fenomeno que es inherente al proceso de desarrollo econ6mico . La participacion de la agricultura en el PIB total fue 4.5% en 1991, mientras que la del sector pecuario fue 2 .4% y la del sector forestal 0 .4%. La importancia relativa de la agricultura es practicamente el doble que la de la ganaderia y 11 veces mayor que la del sector forestal . La superficie dedicada a la agricultura es la mitad de aquella dedicada a la actividad forestal. Dentro del PIB agropecuario, la agricultura participa con 62 .4%; la ganaderia con 32 .5% y el sector forestal con 5 por ciento. El PIB agropecuario en México representa un porcentaje mayor que en los paises desarrollados . En Estados Unidos, la participacion de estas actividades en el PIB total es de 1 .8%, mientras que en Canada es 1 .6%, en Francia 2 .8% ; ReinoUnido 1 .2%; Japon, 1 .9%; Alemania 1 .1%; Espana 4 .0% ; entre otros . Existe una relacion inversa entre la importancia relativa de la agricultura y el grado de desarrollo de cada pais. CUADRO 2 .7 .- Participacion del PIB agropecuario y forestal en el total nacional, 1980-1991 . 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 PIB Agropecuario 7 .96 7 .75 7 .63 8 .16 8 .07 8 .17 8 .25 8 .19 7 .78 7 .33 7 .45 7 .25 PIB Agricola 4.85 4 .80 4 .58 4 .93 4 .91 5 .05 4 .97 5 .02 4 .70 4 .48 4 .69 4 .53 PIB Pecuario 2 .70 2 .56 2 .65 2 .81 2 .74 2 .70 2 .86 2 .73 2 .64 2 .44 2 .38 2 .36 • 37 PIB Forestal 0 .42 0 .38 0 .40 0 .41 0 .41 0 .42 0 .42 0 .43 0 .44 0 .41 0 .38 0 .37 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • CUADRO 2.8.-Desglose del PIB agropecuario y forestal, 1980-1991 (millones de pesos en 1980) Agropecuario y forestal Agricola Participacion (porcentaje) 1980 335,830 216,592 60 .9 1981 376,698 233,433 62 .0 1982 368,777 221,423 60 .0 1983 377,673 228,318 60 .5 1984 386,927 235,515 60.9 1985 401,900 248,555 61 .8 1986 390,849 235,540 60 .3 1987 394,477 242,008 61 .3 1988 379,209 229,248 60 .5 1989 369,721 225,938 61 .1 1990 392,698 247,164 62 .9 1991 396,611 247,581 62 .4 Ganaderia • ParticipaciOn Silvicultura (porcentaje) Participaci6n (porcentaje) 1 ,980 120,635 33 .9 18,063 5 .2 1981 124,594 33 .1 18,671 5 .0 1982 128,115 34 .7 19,239 5 .2 1983 130,226 34 .5 19,129 5 .1 1984 131,579 34 .0 19,833 5 .1 1985 132,840 33 .1 20,505 5 .1 1986 135,538 34 .7 19,771 5 .1 1987 131,698 33 .4 20,771 5 .3 1988 128,736 33 .9 21,225 5 .6 1989 123,067 33 .3 20,716 5 .6 1990 125,516 32 .0 20,018 5 .1 1991 129,044 32 .5 19,986 5 .0 • 38 OPRODEC . V. ONSTRUCCIONES S.A . DE C • Actualmente, 26% de la poblacion economicamente activa del pals se dedica a actividades agropecuarias y genera un poco mas de 7% del PIB total . El PIB percapita del sector se situa, en términos de los parametros anteriores, en menos de un tercio del PIB percapita nacional. Cabe destacar, sin embargo, que un nucleo importante de jefes de familia rurales tienen fuentes de ingreso no agricolas, derivadas de empleos temporales en el exterior o en otros sectores economicos dentro de México . En el estado de Michoacan, el ingreso no agricola tiene en promedio un peso de 30% en el ingreso total de las unidades familiares rurales. En México existe una gran presion demografica sobre el campo . En Estados Unidos, alrededor de 3% de la PEA se dedica at campo, mientras que en Canada y la Comunidad Europea este numero se ubica alrededor de 4% y 6% respectivamente. • 39 GRAFICA 2.8 Producto interno bruto percapita (Pesos de 1980) .225000 203000 p,~ 182000 I ~II pP Sul ! di! [ij'Ji' j jj u' ;~ !~il i II I il l I 1111 ;i~i J lii! ! 1!p+ II ~I I IJ i'jilll' 75000 $2000 I'I I4 Il III "kill i l L'4(li l I pri,~ .I'I d ii ~ 11 1411411111 1,1. '11 49000 i ul1i 11111 il;j l!lil it I I lt li ~~ 1970 0 i 1980 total 1990 n Agropecuario y forestal) CUADRO 2.9.- PEA Agricola como porcentaje de la PEA total Pais 1990 México Estados Unidos Canada 22.8 2.8 3.6 Comunidad Europea 6.3 • 40 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . OE C. V. GRAFICA 2 .9.- SITUACION DE LA INDUSTRIA EN RELACION A SU TAMANO La industria molinera estâ muy fragmentada y muestra concentracion de la produccion en los moiinos grandes. ConcentraciOn de la Industria por Taman o de Molino : 1993 Estableclmlentos Consumo semanal Producclln de masa Grandes +200 +15 .0 Medianos <100-200 <7 .5-15.0 • Pequenos <100 <7 .5 Numero Participaci6n Participaci0n Tons ParticipaciOn 41 Tons. OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. 2.4.3 . ALMACENAJE DE GRANOS. La capacidad de almacenaje de granos y oleaginosas asciende a mas de 26 millones de toneladas, tanto en bodegas oficiales como en bodegas particulares . (Cuadro 2 .10). Considerando que la produccion de trigo en la zona del Noroeste es de alrededor de 2 millones de toneladas, la capacidad de almacenaje (4 millones .de tons .), suficiente para cubrir las necesidades totales de almacenaje en la region . Adicionalmente, la capacidad de almacenaje de los molinos de la zona del noroeste, asciende a 500 mil toneladas. La produccion de trigo en la zona del bajio (Guanajuato, Michoacan, Aguascalientes y Queretaro) es de alrededor de 1 millon de toneladas, las cuales pueden ser almacenadas perfectamente en las bodegas de la region, cuya capacidad es de mas de 2 millones de toneladas. • La cosecha de otros granos (sorgo), se inicia hasta los meses de Septiembre, Octubre y Noviembre, por lo que aunque existan inventarios de trigo para tales fechas, al menos una tercera pane de la cosecha ha sido embarcada. El impacto que tiene el costo de los servicios de almacenamiento en el costo de la harina es de alrededor del 8%, costo que podria ser menor si se optimizara el servicio de almacenaje . Las cuotas que cobran organismos oficiales como Andsa y Boruconsa son N$7 .50 Ton/mes mâs N$7.50 de entrada y N$7 .50 de salida. Recientemente, se han desarrollado sistemas mecanizados de almacenaje en zonal estratégicas, que ofrecen una alternativa interesante a los industriales (Ferropuertos) . Estos sistemas cuentan con maquinaria y equipo sumamente tecnificado, desde la recepcion del producto hasta el embarque, lo que permite que el producto se maneje y conserve en condiciones adecuadas y reduzcan costos por disminucion de mermas, eliminacion de pagos por demoras y embarques oportunos . • 42 O PRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • CUADRO 2 .10 CAPACIDAD INSTALADA DE ALMACENAJE DE GRANOS U OLEAGINOSAS POR SECTOR Y ENTIDAD FEDERATIVA S ECTOR ESTADO Total Nacional Aguascalientes Baja California B . California Sur Campeche Coahuila Colima Chiapas Chihuahua Distrito Federal Durango Guanajuato Guerrero Hidalgo • Jalisco México Michoacan Morelos Nayarit Nuevo Leon Oaxaca Puebla Queretaro Quintana Roo San Luis Potosi Sinaloa Sonora Tabasco Tamaulipas Tlaxcala Veracruz Yucatan Zacatecas OFICIAL 11,786,847 150,722 436,458 50,887 65,513 275,670 PRIVADO TO NELADAS/ASO 14,418,761 102,988 358 .035 131,095 159,431 376,147 57,784 58,716 79,986 395,969 634,013 799,759 1,113,884 2,843,084 280,706 322,877 443,333 117,737 88,159 1,133,241 883,411 505,296 97,239 131 .223 45,590 111,157 298,191 100,673 31,621 130,669 635,255 1 .610,196 83,835 1,207,170 204.622 374,684 148 .516 193 .225 Fuente : Boruconsa. Andsa y Conasupo • 43 TOTAL 26,205,658 253,710 794,493 181,982 224,944 651,817 137,770 454,685 1,747,897 3,642,843 603,583 976,556 533,223 60,367 110,004 1,314,881 178,104 198,163 2,448,122 911,299 216,505 116 .422 84,967 1,794,710 721,801 213,661 216,190 1 .035,079 235,855 521,049 244,106 1,080,669 347,012 819,240 344,779 7,642 208,832 893,160 1,226,421 70,875 260,713 51,393 605,584 183 .822 44,692 39,263 339,501 1,528,415 2,836,617 154,710 1,467,883 256,015 980,268 332,338 237,917 OPROD EC .A . DE C.V. ONSTRUCCIONES S • 2.4.4 TECNOLOGIA En México existe una diversidad de empresas, las hay con tecnologias verdaderamente avanzadas y otras que todavia basan la produccion en procesos sumamente atrasados . En la industria harinera pasa algo similar, la mayoria no ha modernizado sus equipos en treinta anos, alrededor del 60% de las empresas tienen aun Areas semimecanizadas o manuales. Por to que refiere a la investigacion y desarrollo tecnologico en México, es muy limitado . El promedio general de inversion en este rubro es de menos del 1% de las ventas, y en caso de la industria harinera no existe inversion en la materia. La investigacion e innovacion tecnologiaa en Europa, es significativa . Paises como Gran Bretana, Suiza e Italia, han incrementado su productividad adaptando controles electronicos a sus procesos de fabricacion, incorporando bancos de 8 rodillos en lugar de 4, ademâs de los molinos compactos. La industria en E .U., ha desarrollado innovaciones en el mejoramiento de aditivos, acondicionadores y blanqueadores . Se ha modernizado en los procesos periféricos (descarga y empaque), asi como en el empaquetado (automatizado), el almacenaje mecanizado y la transportacion. La baja rentabilidad de la Industria Harinera Nacional, no solo ha obstaculizado la reposiciOn de capital y su modernizacion, sino que no la ha permitido invertir en el desarrollo de nuevas tecnologias a fin de eficientar el proceso de produccion y por siguiente mejorar la calidad del producto terminado. 2.4 .5 FINANCIAMIENTO. La capacidad instalada en la industria harinera, se encuentra en un nivel de aprovechamiento muy bajo, la tendencia entre los molinos, es modernizar su actual planta productiva y utili7ar la capacidad ociosa a fin de reducir costos . • 44 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • La encuesta realizada entre la industria para este estudio, nos muestra que solamente 30% de los molinos del pais tienen la capacidad de produccion menor a 100 toneladas diarias . Sin embargo se observan sistemas semimecanizados de ensacado en 60% de Ios molinos, que requiere ser modernizado a fin de abatir costos. Las diferencias de ubicacion, tamano del molino, de maquinaria, etc . hacen dificil evaluar los requerimientos financieros de la industria, ademâs de que no existen catâlogos de cotizaciones en el mercado de maquinaria, ya que los productos no poseen caracteristicas estandarizadas. Un banco de molienda puede variar su precio considerablemente, dependiendo de si tiene o no censores electronicos para el control del •proceso o si es de 4 u 8 cilindros, etc . Por lo que la modernizacion de casa molino requiere de un anâlisis especifico. El crecimiento del valor de los activos fijos, segun los Censos Industriales de INEGI, de 1980 a 1988 fue de 520 millones de pesos, es decir pas6 de 1800 millones en 1980 a 522 millones en 1988 . El crecimiento en ese lapso, a precios constantes de 1980, f le de 190 millones de pesos, lo que en promedio representa 22 millones anuales. Para 1988, los Censos registran en 20 millones de pesos la formacion bruta de activos fijos. Mediante los programas financieros del gobierno, podria financiarse la modernizacion de la Industria Harinera, sin embargo, las tasas contempladas en sus esquemas, por encima de las tasas internacionales, dificultan la adquisicion del crédito . Ademâs, el esquema de control de precios y de la comercializaciOn en general, limita los flujos de la industria, en forma que los plazos de recuperaciOn se alargan demasiado, situacion que desde el anâlisis de la Tasa Interna de Retorno resulta irredituable. 2.4.6 EQUIPO ANTICONTAMINANTE. Durante los ultimos aiios el sector gobierno ha desarrollado varios programas financieros para apoyar el desarrollo. de la industria nacional, como los siguientes. Programa para la Micro y Pequeiia empresa. Programa de Modernizacion. • Programa de Desarrollo Tecnologico. 45 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • Programa de Infraestructura Industrial. Programa de Mejoramiento del Ambiente. Por medio de estos programas se han destinado recursos crediticios para financiar la modernizacion de equipo que permita mejorar la productividad de los procesos de produccion y la actualizacion de las tecnologias que permitan reducir la emision de contaminantes. Todos estos programas estân encaminados a impulsar el desarrollo y la modernizacion de las empresas puedan aumentar su competitividad en la industria. A fin de que las empresas puedan aumentar su competitividad por medio de una mayor capitalizacion y del acceso al financiamiento en condiciones mâs favorables, en la reciente renovacion del PECE se establece una reduccion por dos aiios de 15 a 4 .9% de la tasa impositiva que debe retenerse por operacion de endeudamiento con bancos extranjeros y con establecimientos en el exterior de instituciones crediticios del pais siempre que se traten de paises que no se consideren refugios fiscales, esta disposicion es retroactiva al 1 de Octubre de • 1993. La industria de molinos de granos en particular atraviesa por una etapa de descapitalizacion, originada por los bajos niveles de utilidad, que hasta ahora solo le han permitido invertir en el mantenimiento y conservacion del equipo. La Ley General del Equilibrio Ecologico, dispone adecuar equipo para disminuir la salida de polvos contaminantes, por lo que la mayoria de los molinos han realizado adecuaciones a sus instalaciones en ese sentido . Sin embargo se requiere financiamiento a fin de modernizar sus instalaciones, como el nuevo equipo que ya tiene incorporados sistemas anticontaminantes y ahorro de energia. No obstante el problema fundamental de los programas de financiamiento son las alias tasas de interés en términos comparativos con los mercados internacionales, ademâs de algunas limitantes en el acceso a 1os créditos, sobre todo en el caso de las micro y pequefias empresas. 46 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 2.4.7 . SISTEMAS DE TRATAMIENTO EXISTENTES. De acuerdo con la informacion recabada en las visitas realizadas a los diferentes molinos de to Cd . de México y de los principales centros del pais se detecto que practicamente no existe tratamiento en este giro industrial ; la mayoria de Ios molinos de granos descargan sus aguas residuales a la red de alcantarillado, sin ningun pretratamiento que indique el cumplimiento de la Norma Ofciial Mexicana No . 31, a la cual estan obligados a cumplir. El departamento del Distrito Federal, fijo el ano pasado condiciones particulares de descarga al alcantarillado, tal como se indica en el capitulo No . 3 en la seccion de Normas a molinos; limitando los parâmetros de Demanda Bioquimica de Oxigeno, entre otros ; sin embargo practicamente ningim molino ha intervenido para el cumplimiento a este requerimiento. Por otro lado, las harineras que muelen granos de maiz, como en el caso de MASECA y MINSA, que procesan miles de toneladas de maiz por temporada, se comprobo que han realizado trabajos para el cumplimeitno de sus condiciones particulares de descarga ; En este • caso estân Industrias CONASUPO, S .A . de Guadalupe, N .L. ; Empresa Derivadora de Maiz Alimenticio, S .A . de Acaponeto Nayarit y Altamirano, Tamps . entre otras . Esto no quiere decir que cumplan totalmente con el tratamiento de sus aguas residuales. Como se indico anteriormente solo el 12% de la produccion nacional del nixtamal (masa para maiz) la producers grandesa harineras . Esto indica que si todas las harineras tratarân sus aguas residuales solo corresponderia al 12% del total de aguas residuales generadas por esta industria. • 47 • S III.- CONTAMINA LION AMBIENTAL POR MOLINO DE TRIGO Y MAIZ O P CCIONES ROD EC S.A . DE C.V. ONSTRU III. CONTAMINACION AMBIENTAL POR MOLINOS DE TRIGO Y MAIL 3.1 PROCESO DE MOLIENDA PARA GRANOS DE TRIGO. 1. El trigo es transportado al molino en ferrocarril o auto transporte. 2. Se analizan en el laboratorio, muestras de los cargamentos de trigo que se reciben, para determinar las caracteristicas de calidad. 3. El trigo después de almacenado, es transportado a un separador, en el cual se remueven los agentes extranos del trigo (piedras, paja, palos). 4. Posteriormente se envia a un aspirador, donde a base de corrientes de aire se remueven las impurezas mâs finas. • 5. Después pasa por un disco separador, el cual remueve material extrano como cebada, avena, etc. 6. Otra limpieza, se realiza a través de tamiz que sacude las impurezas y las asperezas del grano. 7. El siguiente proceso es el paso a través de un separador magnético, que separa Las particulas metâlicas del grano. 8. En seguida el trigo pasa a una lavadora-despedregadora, la cual a base de rotores de alta velocidad, lava, quita piedras y escurre el trigo. 9. A continuacion se acondiciona el trigo, a fin de facilitar la separacion del endosperma y dar la humedad adecuada para comenzar el proceso de molienda. 10. Después pasa a seleccionado de mezclas de trigo para elaborar diferentes tipos de harina. • 48 OPRODEC ONSTRUCC/O NES S.A . DE C.V. • 11 . El proceso de molienda en si, se realiza por el paso del trigo a través de 2 cilindros que giran en sentido contrario, con un espacio entre los mismos (brecha) que provocan la ruptura del trigo. Como se puede apreciar para el proceso de fabricacion de harina de trigo, no se generan aguas residuales, sin embargo como se indico anteriormente, Cuando se lleva a cabo las actividades de limpieza de sus instalaciones si generan aguas residuales que queda a juicio de la autoridad su control. • 49 OPRODEC ONSTR(JCC/ONES S.A . DE C. V. GRAFICA 3.- DIAGRAMA DE PROCESO TRIGO EN ORIGEN NACIONAL 0 IMPORTACION FURGON TOLVA 0 CAMION MOLINO DESCARGA PRELIMPIA ALMACENAMIENTO • LIMPIA NEUMATICA Y POR MAQUINARIA MEZCLA HUMEDECIMIENTO PARA PREPARACION 0 MOLIENDA MOLIENDA CLASIFICACION POR SEPARADORES ENVASADO ALMACEN DISTRIBUCION 50 OPRODEC ONS rR UCC,ONES S. A. DEC. V. • 3 .2 MOLINOS DE MAIZ La industria de maiz esta constituida basicamente por establecimientos que procesan el grano mediante su molienda y/o nixtamalizacion para la obtencion de insumos y bienes de consumo directo . Esta industria esta orientada a tres tipos . de actividad, a saber : Molienda de nixtamal, fabricacion de harina y fabricacion de derivados del maiz subdividida en molienda humeda (almidones, glucosas, etc,) y molienda seca (fabricacion de hojuelas preparadas, frituras, botanas, etc.). En la actualidad el consumo humano de maiz se realiza preferentemente a través de tortilla elaborada con masa de nixtamal y harina, representando el 64 .2% de la oferta comercial del grano, que se estima en 10 .1 millones de toneladas. Los molinos de nixtamal constituyen pequenas unidades que sustentan procesos productivos semi-manufacturados, mientras que las fabricas de harina de maiz son establecimientos industriales de mayor escala productiva. • La masa de nixtamal se obtiene mediante un proceso que se inicia con el cocimiento de maiz en grandes tinas a base de agua y cal. El grano ya cocido (nixtamalizado) se lava y se transforma en masa mediante un molino de ruedas de piedra, generalmente de origen volcanico, debiéndose comercializar de inmediato, por su carâcter perecedero. Para la elaboracion de harina de maiz, el proceso de su primera fase es similar al del maiz nixtamalizado, cocido con agua y cal. Posteriormente éste es lavado y enviado al molino para ser triturado con discos que lo transforman en masa, una vez que ha sido secada, ésta se envia a un molino de impacto donde se obtiene la harina con la textura deseada. De acuerdo a la informacion obtenida la industria tradicional del maiz, esta integrada por 12,390 molinos, 10,642 tortillerias y 9,659 molino-tortillerias, distribuidos a lo largo del pais. El 52 .8% del total de establecimientos estaban ubicados en el Distrito federal, area metropolitana y los estados de Guanajuato, jalisco, Michoacan, Puebla y Veracruz. O Se puede decir que la industria harinera de maiz es relativamente nueva ya que su origen data de 1949, alto en que inicia actividades el grupo industrial Molinos Azteca, S .A. (MASECA), 51 O P R O D E C ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. V. • con la instalaciOn de un pequeno establecimiento procesador de maiz en Nuevo LeOn . Casi diez anos después, debido a . la creciente demanda de harina de maiz, MASECA instalO otro en Acaponeta, Nayarit, importante zona maicera del pals . En forma sucesiva se establecieron nuevos molinos en Sinaloa, Sonora, Nuevo LeOn, Jalisco, Chihuahua, Veracruz y Tamaulipas. En esta ultima entidad se creo en 1986 "Industrias de Rio Bravo, S .A." perteneciente también al grupo MASECA. La empresa paraestatal Industrias CONASUPO, S .A. de C .V. (ICONSA), tiene sus antecedentes en las empresas Longoria de Monterrey, Nuevo Leon, mismas que iniciaron operaciones en 1960, con un molino de trigo, una bateria de silos y una bodega ; en 1970, se amplio su capacidad de operacion con la instalaciOn de un molino de maiz y una planta de alimentos balanceados . Las empresas Longoria fueron adquiridas en 1975 por la Compaiva Nacional de Subsistencias Populares (CONASUPO), siendo cambiada su razon social por la de Industrias CONASUPO, S .A. de C .V. Maiz Industrializado CONASUPO, S .A . (MICONSA), otra industria paraestatal importante en • la fabricacion de harinas, fue fundada en 1950 como empresa estatal mediante importantes apoyos financieros de Nacional Financiera, S .A. La producciOn de harina de maiz se Ileva a cabo en diecisiete establecimientos industriales que suman una capacidad instalada de procesamiento de 1 .58 millones de toneladas anuales, correspondiendo el 57 .6% al sector privado y el 42 .4% restante al sector publico. • 52 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • La industria de derivados del maiz estâ conformada actualmente por tres establecimientos que poseen, en conjunto, una capacidad instalada anual de 821 .9 mil toneladas . Orientada a la produccion de almidones, féculas, glucosas y frituras, esta industria tiene todavia una Baja incidencia en el consumo nacional de maiz. La ubicacion de sus establecimientos esta estrechamente vinculada a los centros de produccion de maiz, para instalar lo anterior, basta senalar que en el estado de jalisco se encuentra localizado el 71% de la capacidad instalada total, ubicândose el 29% restante en los estados de México y querétaro. 3.2.1 PROCESOS DE MOLIENDA DE MAIZ El proceso de molienda para el nixtamal es discontinuo o batch y se lleva a cabo conforme la siguiente secuencia (fig . 3 .2) • 1. El proceso se inicia con la introducciOn de 4m 3 de agua potable a temperatura ambiente al tanque. 2. Se agregan 25 Kg . de cal hidratada (hidroxido de calcio con una pureza de 96%) 3. Se burbujea vapor de agua sobrecalentado para subir la temperatura de la mezcla hasta 93-95 °C. 4. Se anaden 3 ton . de maiz. 5. Se burbujea aire comprimido durante 3 min con objeto de mezclar el contenido del tanque y permitir la flotacion de impurezas, las cuales se extraen manualmente. 6. Se deja reposar el contenido del tanque durante aproximadamente 60 min. El tiempo de cocimiento o reposo depende del tipo de grano de maiz que sea tratado. 7. Se permite la salida del agua de cocimiento. • 8. Se aiiaden 2 .5 m3 de agua potable a temperatura ambiente . 53 OPRODEC IIIIIP I'b ONSTRUCCIONE S S.A . DE C. V. • 9. Se burbujea aire comprimido durante 3 min para mezclar el contenido del tanque. 10. El grano, ya convertido en nixtamal y escumdo, se pasa a una tolva que se encuentra en un nivel inferior al de los tanques para nixtamal. Desde la tolva se dosifica el grano de maiz hacia los molinos, donde se muele en humedo para formar la masa, la cual pasa a secado, tamizado y, finalmente, a empaque. El agua de cocimiento abandona el sistema a una temperatura de 78 . 80°C, el lavado a 62-64°C. La mezcla de las dos aguas o nejayote evacua la planta con temperaturas que varian entre 70 y 72 °C . • 54 OpRODEC 'Illlpb ONSTRUCC I ONES S.A . DE C.V. GRAFICA 3.1 DIAGRAMA DE FLUJO DE UN SISTEMA TIPICO DE MOLIENDA DE TRIGO SE MUESTRAN CUATRO PRINCIPALES GRUPOS DE MAOUINAS, ` TRIGO \ 1 OUBRADO RODILLOS DB]UEBRADO Y REDUCCIORCO PURIFICADORES ~ J CERNIDORES CON CEDAZOS GRUESOS MEDLANOS v v v Y FINOS NO SE MUESTRAN LAS CORRIENTES DE MARINA PERO EL 5IM8OLO "- ---' .- fNOICA EL U(TO EN OUE SE ORIGINS UN DE ELLAS . ILAMADA SEGUN EL ROOILL0 OUE ALIMETA EL CERNIDOR CORRESPONDIENTE. +T--Tv•- DEL RyIOU0 ( DEL RESIDUO GERMEN ii +i+ +++ 5 PURIFICADOR H A R IA NR AC A D a QUEBRADO EDLICCI +ii 5 REDUCC PURIFICADOR CERNIDOR DEL a OUEBRADO DEL PURIFICADO INTERMEDI 4 QUEBRADO Y RESIDUO iii • B REDUCCION 3 QUEBRA OE LA 3 REDUCCIO ii+ . + 7 REDUCCION 1 LOTE +++ a QUEBRADO 8 REDUCCION 10 REDIICCICN O7 REDUCCION OE LA 8 REDUCCION Y a QUEBRAL) ~— B REDUCCIg1 PARTICULAS +++ 10' REDUCCION 2 1 LOTE II REDUCCION DE SALVADO 55 OPRODEC IIIIIU~,, ONSTRUCCIONES S.A . OE C. V. FIGURA 3.2.- PROCESO DEL NIXTAMAL EN UNA PLANTA. Del almacén B9scula Tanques para nixtamal Vapor de agua Aire Caldera Compresor Molino • 56 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DEC. V. • 3 .2 .2 VOLUMENES DE AGUA UTILIZADO En promedio, 730 kg . de maiz ocupan un volumen de 1 m 3, del cual 35 por ciento corresponde at volumen libre que se encuentra entre los granos . Esto significa que 730 Kg . de maiz ocupan un volumen efectivo de 650 1 . por lo que 3 ton . de maiz abarcan un volumen bruto de 4 .1 m3 y 2.66 m3 de volumen efectivo. Al mezclar 3 ton . de maiz con 4m3 de agua se obtiene un volumen real de 6 .66 m3. Si el tanque de cocimiento tiene un volumen total de 7 .5 m3 , la diferencia de volumenes es de 0 .84 m3, lo que corresponde a una altura de 30 cm entre el limite superior del tanque y la superficie del liquido . Este valor de 30cm concuerda con el proporcionado por el personal de la planta procesadora de nixtamal. La humedas relativa promedio del maiz antes de convertirse en nixtamal es de 12 .5 porciento, y ya como nixtamal de 43% . Considerando que 3 ton de maiz sin ser aim nixtamal contiene • 12.5% de agua, el peso del maiz en base seca es de 2.63 ton . Despreciando la cantidad de solidos perdida por el grano durante el cocimiento para dar como resultado maiz cocido con un peso total de 4 . S4ton ., lo que significa un volumen de 4 .2 m3 . Como resultado del balance de materia se tiene que el agua de cocimiento sobrante es 2 .48 m3. Durante la operacion de lavado no hay absorcion de agua en el maiz ; la humedad relativa del grano se mantiene constante en 43%. Para el lavado se le agrega al maiz escurrido agua pasta llegar a la misma altura en el tanque durante el cocimiento. Esto significa que nuevamente el volumen de la mezcla es de 6 .66 m3 . Como el volumen del maiz no cambia y es de 4 .2 m3, el volumen restante corresponde al agua de lavado, siendo de 2 .46 m3 Se puede concluir que para obtener nixtamal de 3 ton de maiz se requieren 6 .45 ton de agua, de las cuales 4.91 abandonan el proceso como agua de desecho o nejayote . Las 1 .55 ton restantes son absorvidas por el maiz . Para procesar I ton. de maiz se requieren 2 .15m3 de agua, los cuales producen 1 .64 m3 de aguas de desecho o nejayote . si la producciOn maxima significa el consumo de 600 ton . de maiz, el consumo de agua es de 1 290 m 3 / dia y la produccion de nejayote de 984 m 3 / dia. • 57 OPRODEC ONSTRUCCI ONES S.A . DE C. V. • 3.2.3 IMPACTO DE LOS CONTAMINANTES AL MEDIO AMBIENTE. Los contaminantes emanados de las industria de molinos de grano impactan de distinta forma dada su naturaleza a los distintos parâmetros ambientales ; en el cuadro siguiente se presentan los principales contaminantes y los efectos que estos realizan en los factores bioticos y avioticos de los ecosistemas afectados . 58 lh '°" OPRODEC 4po, ONSTRUCC/ONE S S.A . DE C.V. FIGURA 3 .3.- ELABORACION DE NIXTAMAL Y PREPARACION DE TORTILLAS. GRANO DE MAIZ Agua potable (3 :I, agua:maiz) Cocimiento 15 -30 min; temperatura 80 -90°C Ca (OH)2 (1 .3%, cal :maiz) Agua de cocimiento T= 75°C, pH = l l .S Reposo de la mezcla dada una hasta quince floras Agua potable (3 :1, agua:maiz) L NE.IAYOTEE] Lavado de maiz cocido Agua de lavado T = 55°C, pH = 8 .5 Molenda en htimedo Secado Masa o nixtamal 1 Empacado de harina Agua p table Fonnacitin de discos; homeado a 185°C, 4 min. 1 Masa TORTILLAS 59 O P R O D E Cv.. ONSTRUCCJONES S.A . DE C. CUADRO 3.- PRINCIPALES CONTAMINANTES GENERALES Y SU IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE. CONTAMINANTE Solidos en suspension S .S. Solidos disueltos S .D. PH Fungicidas Insecticidas Herbicidas • Detergentes. Temperatura Materia Orgânica (carbohidratos) Dioxido de azufre SO2 IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE Reducen la penetracion de la luz, reduciendo la fotosintesis en ecosistemas acuâticos. Incrementan la presion osmotica generando cambios fisiologicos en la viota incluyendo la muerte. Las especies acuâticas viven dentro, estrechos limites de PH si se presentan variaciones bruscas conducen a la muerte de los organismos. Estos son toxicos a los organismos y provocan acumulaciOn en niveles troficos superiores acarreando la muerte. Estos son toxicos a los organismos acuâticos y provocan acumulacion en niveles troficos superiores acarreando la muerte. Estos son toxicos a los organismos acuâticos y provocan acumulacion troficos superiores acarreando la muerte. Disminuye la tension superficial del agua e inhibe is fotosintesis Acelera el metabolismo de las especies acuâticas Los azucares favorecen fenomenos dermentativos con produccion de âcidos y alcoholes toxicos para la microflora y microfauna acuâtica. Los contaminantes constituidos de azufre como son los sulthidrilo, disulfuros, metasulfitos, oxidos de azufre, todos son tOxicos para la biota acuâtica. Las aguas residuales de mayor importancia son las correspondientes al proceso de lavado de materia prima, de equipo y pisos, por lo que contienen basuras grandes y desechos como azucares, féculas y carbohidratos, derivados del producto bruto o cocinado . 60 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • 3.2 .4 CALIDAD PROMEDIO DESCARGADA POR LOS MOLINO DE NIXTAMAL. 3.3 NORMAS OFICIALES APLICABLES A MOLINOS DE GRANOS CUANDO NO DESCARGAN A CUERPO RECEPTORES 0 TIENEN EMISIONES. Norma Oficial Mexicana, NOM-CAT-085-ECOL/1993 ; contaminacion atmosférica -fuente fijas-niveles mâximos permisiblres de emision a la atmosfera de particulas (PST), monoxido de carbono (CO), Oxidos de nitrogeno (NOx), oxidos de azufre (SOx), y humo, asi como los requisitos y condiciones para la operacion de los equipos de combustion de calentamiento indirecto utilizados en las fuentes fijas, que usan conbustibles fosiles liquidos o gaseosos o cualquiera de sus combinaciones. Norma Oficial Mexicana NOM-CAT-031-ECOL/1993, que establecen los limites mâximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal. Adicionalmente y con fundamento en las disposiciones establecidas en la Norma Oficial Mexicana NOM-CAT-031-ECOL/1993, a continuaciOn se presentan las Condiciones Particulares de Descarga de Aguas Residuales al Sistema de Drenaje y Alcantarillado del Distrito Federal que deberân cumplir los establecimientos que realizan actividades propias de los molinos de nixtamal . : • 61 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • CUADRO 3 .1 .- CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA FIJADAS PARA AGUAS RESIDUALES AL SISTEMA DE DRENAJE Y ALCANTARILLADO DEL DISTRITO FEDERAL QUE DEBERAN CUMPLIR LOS ESTABLECIMIENTOS QUE REALIZAN ACTIVIDADES PROPIAS DE LOS MOLINOS DE NIXTAMAL: PROMEDIO PARA METRO INSTANTANEO DIARIO Temperatura (°C) 40 oC (313 oK) 6a9 6a9 Solidos Scdimcntables (ml/I) 5 10 Grasas y aceitcs (mg/I) 60 100 5,000 8,000 Aluminio (mg/I) 10 20 Arsénico (mg/I) 0 .5 1 .0 Cadmio (mg/I) 0 .5 1 .0 Cianuros (mg/1) 1 .0 2 .0 Cobre (mg/1) 5 .0 10 .0 Cromo hexavalente (mg/I) 0 .5 1 .0 Cromo total (mg/I) 2 .5 5 .0 Fluoruros (mg/1) 3 .0 6 .0 Mercurio (mg/I) 0.01 0 .02 Niquel (mg/I) 4 .0 8 .0 Plata (mg/I) 1 .0 2 .0 Plomo (mg/I) 1 .0 2 .0 Zinc (mg/1) 6 .0 12 .0 Fenoles (mg/I) 5 .0 10 .0 Sustancias activas at azul de metileno (mg/I) 30 60 Solidos suspendidos (mg/1) 700 840 Solidos disucltos (mg/1) 1,700 2,040 Solidos totalcs (mg/I) 2,400 2,880 Demanda Quimica de Oxigeno (mg/I) 2,000 2,400 600 720 pH (unidades de pH) Conductividad eléctrica (micromhos/cm) • Demanda Bioquimica de Oxigeno (mg/1) • 62 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A. DE C.V. • Cabe senalar que para el cumplimiento de estas condiciones particulares de descarga, se les concede a los responsables de las descargas un plazo improrrogable de 60 dias naturales contados a partir de la fecha en que les son notificadas éstas. Asi mismo se les requiere que comprueben, mediânte el anâlisis del total de los parâmetros comprendidos en la Tabla anterior, haber dado cumplimiento a las Condiciones Particulares de descarga fijadas, asi como que una vez at aiio realicen un anâlisis total de los parâmetros fijados, y que presenten a esta autoridad los resultados obtenidos . Respecto a este anâlisis anual, se les establece que el primer reporte deberân presentarlo en un plazo no mayor a 30 dias naturales contados a partir de la fecha de notificacion de la fijacion de Condiciones Particulares de Descarga. Adicionalmente, anexo al primer reporte anual, debe presentarse copia del documento emitido por la Direccion de Ecologia para la asignacion del Numero de Registro de Descarga de Aguas Residuales . En caso de que se cuente con el, con base en los resultados del primer reporte anual, debe presentarse en la Direccion de Hidrologia y suelo, dependiente de la Direccion de • Ecologia, la solicitud de Registro de Descarga, mediante el formato que esta Direccion proporciona. Por otra pane se advierte responsable del establecimiento, que las condiciones particulares de descargas fijadas, permanecerân vigentes, a menos de que se realicen cambios al proceso productivo ; to cual se deberâ reportar al a DirecciOn de Ecologia, para que ésta ractifique, completamente o modifique los limites mâximos permisibles fijados. Finalmente, se les percibe que el cumplimiento de las Condiciones Particulares de Descargas fijadas, asi como el contar con el Registro de Descarga de Aguas Residuales, se verificarâ mediante la ejecucion de visitas de inspeccion y vigilancia, de acuerdo a lo establecido en los articulos 161 y 162 de la Ley General del Equilibrio Ecologico y la Proteccion al Ambiente. • 63 • • CUADRO 3 .2 .- CALIDAD PROMEDIO DESCARGADA POR UN MOLINO DE NIXTAMAL. Conductividad (moh/cm) . pH Agua de cocimiento de lavado de las 2 aguas Turbiedad SST DBO5 DQO N-Kjeldahl Antonio Nitrato Calcio Fosforo Sulfato (mgCaCo3 /1) de onda) (UTN) (mg/I) (mg/I) (mg/I) (mg/L) (mgN/L) (mgN/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 11 .6 5100 3260 570 380 13310 6190 13650 118 - - 305 27 - Soluble 11 .6 5000 2600 572 42 11295 6000 10020 98 4 22 295 24 240 - 660 - - 2015 190 3630 20 - - 10 3 - - Total 11 .6 2100 900 560 240 3010 940 3960 42 - - 298 7 - Soluble 11 .6 2100 700 570 30 2540 750 2290 35 2 13 240 2 188 200 - - 470 190 1670 7 - - 58 5 - Suspendido mezcla Color (long. Total Sus . ndido Agua Alcalinidad - Total 11 .6 3597 2080 565 310 8150 3560 8795 80 - - 301 17 - Soluble 11 .6 5347 1650 - 36 6910 3370 6147 66 3 17 267 13 214 - 430 - - 1240 190 2650 14 - - 34 4 - Suspendido .. 64 N V O N m m m mPL B m 8 (mDOD V m N s m an s tD m V W U S (J N t O (WD g V O, (Wii m NAW N W, cCC AD (C~O CD 88m mNN NtD N NNNN mmmmmm ID 0 0 0 (O (0 f00 NAmm V 1D CD tD yptD N-P „ N.O CD CO O 88888 0000 0000000)0000 N-Omg J V0 8N,OAW NmV (N/~m W—='OmmtD-m~mA U W CD yD tD tND {ND {ND CD CD y ED D ND 0 OND CD tND (t81188 f0 mN O Nm mNONN g 8828 .8 ftJD N OOVC, ___o ; .=888866 8888 888$ 00000000888 m0m0m t mm01ND WNNN(NDNA NmmANN$NA,~ O CD CD CD 888888888 p v pm 888E m_m m NN N N m N r(l~ 6 8-Q V V 88880 Q .. 8 8886688 ot5 VVVV 2S~o $ 08$8(6008 ~Ooo n 0 0000000000000 0 000000000 000000000 00000000 000 o 8M888F8§88 8 8 N8 AWN (P S 8 8 ~8 8 WN°0 088 8 8 N m V ON CO f O O 0000 8§8 O O 0000 §N-j) (WJ N 'O(DC J 0 N P U N ,2O m. . . . . . . . O m m V m N A W N- N O O f0 CO BI:. 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S C 8 8(Np 8b (88(NO {68 (6 mfC 6 &!P fmO8O, 8 88 88 8 OS s8D, e5$5f5i3im U p- p~ 0 0 0 (:]_ c mmmm P° 00 3 0 B- oo 0 oz _3, O N O WtO Om W Q 3 (VCD OS (0 0 pA -- =_ I - I 3-0 PO O m= m o N0 NNg N NN pN NN N NNN N& (&N, (8 {&8 8 (&8 8 fO, 8 ~~~8~888~~~~ EN55 8§888P888§888888g§§~i §§§§U g Pf§§ §§§8 O3jO =ti 3 Vl . OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A. DE C.V. • 3 .4 NORMAS INTERNACIONALES. En paises desarrollados 'en donde se cosecha el maiz en grandes cantidades, como Ios Estados Unidos de Norteamérica, el empleo de este grano es el siguiente : Para producir almidon, azucar y aceite de maiz. 5% 3 .5% Para producir en seco harina de maiz, cereales. Para procesos de fermentacion para obtener alcohol neutro Y bebidas 1% alcoholicas. 77% Para alimento de ganado. 13 .5% Para exportaciOn. Como se puede comprobar con los porcentaejes anteriores el use del maiz para producir nixtamal es nulo, lo que indica que en los paises desarrollados no se cuenta con normas especificas para la produccion de nixtamal por carecer de este giro industrial. En los paises subdesarrollados en donde el consumo de la tortilla es comun, como son los • paises de centroamérica (Guatemala, Honduras, El Salvador, etc .), su legislacion no prevee aun normas especificas para este giro. Se puede concluir que no existen normas internacionales para el control de la contaminacion del agua a cuerpos receptores para el proceso de elaboraciOn del nixtamal y consecuentemente para la elaboracion de la tortilla, por ser una industria muy regionalizada(México y Centroamérica) . • 66 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . OE C.V. • • • IV.- PROGRAMA DE MUESTREO YAFOROS • El programa de aforo y muestreo del presente estudio es la parte analitica del estudio y servirâ para realizar un anâlisis comparativo entre los datos reportados por la bibliografia tanto nacional como internacional y los resultados de los anâlisis de campo y laboratorio de las muestras tomadas de los efluentes de los molinos de granos. Para llevar a cabo los aforos y muestreos es necesario una serie de actividades para definir el numero y tipo de industrias, tipo y numero de técnica de aforo y muestreo, metodologia y aparatos de medicion . ton . de maiz se requieren ton . de agua, de las cuales Las actividades de aforo, muestreo y anâlisis de efluentes se harân conforme a las Normas Mexicanas vigentes y de comiun acuerdo con la supervision impuesta por la Direccion General de Normatividad Ambiental del Instituto Nacional de Ecologia. El programa de muestreo y aforo se basa en la realizacion de los siguientes puntos: • • Definir el numero y tipo de industrias a caracterizar. Determinar la metodologia y aparatos de mediciOn que se emplearân en los aforos, muestreos y anâlisis. • • Realizar la toma de muestras y aforo de las industrias seleccionadas. Realizar los anâlisis fisicoquimicos y biolOgicos de las muestra ; tomadas. 4.1 . CRITERIOS DE SELECCION DE LAS EMPRESAS A CARACTERIZAR Y A FORA R. Los criterios empleados para la elaboracion de una preseleccion de las empresas candidatas, para visitarlas y verificar su accesibilidad y representatividad respecto al tipo y cantidad de contaminantes descargados en las aguas residuales, son los siguientes: • Clasificacion de las empresas, el criterio empleado esta definido por la capital social de acuerdo con este criterio las empresas se clasifican en tres categorias estas son : Empresa mayor, intermedia y menor. • • Otro criterio empleado en la preseleccion de las empresas a visitar y verificar su representatividad lo constituye los volumenes de aguas residuales generados. 67 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. El tercer criterio empleado para definir la preseleccion de las empresas, lo constituyen los contaminantes y sus cantidades que van en las aguas de descargas, de acuerdo a este criterio las empresas se clasifica en tres grupos Planta grande, mediana y chica, cabe senalar que existe una relacion directa entre los tres criterios empleados en esta preseleccion. 4.2 PARAMETROS A DETERMINAR EN LAS MUESTRAS COMPUESTAS. Con el objeto de caracterizar adecuadamente las descargas de aguas residuales se llevarâ un programa de caracterizacion y aforo a las empresas seleccionadas, tomando en cuenta, volumen y frecuencia de la descarga, sitio adecuado para la toma de muestra simple, volumen proporcional para tomar la muestra compuesta, etc. Asi mismo al tomar la muestra simple, se determinarân en campo : PH, Oxigeno disuelto, Temperatura y conductividad. Los parâmetros a determinar en el laboratorio de las muestras compuestas son los siguientes: Ph, DBO5, DQO, Sulfuros, Color, Materia flotante, SAAM, Solidos sedimentables, Flotantes, Alcalinidad, Grasas y Aceites, Nitrogeno amoniacal, Nitrogen, Solidos suspendidos totales, Nitratos, Conductividad, Calcio, Fosforo, Sulfatos. 4.3 FRECUENCIA DE MUESTREO . Dias de muestreo seleccionada Pequena Lunes x Mediana Grande Martes Miércoles x x 68 Viernes x x x x x Jueves x OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. 4 .4 METODOLOGIA DE AFORO Y MUESTREO. - Muestreo de aguas residuales : El muestreo de las aguas residuales de las empresas envasadoras se hall conforme a lo indicado en la Norma Mexicana NMX-AA-31980. Numero de muestra. Fecha y hora de muestreo. Punto de muestreo. Temperatura de la muestra. Profundidad de muestreo. Nombre y firma de la persona que efectua el muestreo. Hoja de registro. Se debe llevar una hoja de registro con la informacion que permita identificar el origen de la muestra y todos los datos que en un momento dado permitan repetir el muestreo. Resultados de pruebas de campo practicadas en la descarga muestreada. Cuando proceda, el gasto o flujo de la descarga de aguas residuales que se muestreo. Descripcion detallada del punto de muestreo de manera que cualquier persona pueda tomar otras muestras en el mismo lugar. Descripcion cualitativa del olor y del color de las agua residuales muestreadas. - Procedimiento : Cualquiera que sea el método de muestreo especifico que se aplique a cada caso, debe cumplir los siguientes requisitos. Las muestras deben se representativas de las condiciones que existan en el punto y hora de muestreo y tener el volumen suficiente para efectuar en él las determinaciones correspondientes. • Las muestras deben representar lo mejor posible las caracteristicas del efluente total que se descarga por el conducto que se muestreara. 69 OPRODEC ONSTRUCGONES S.A. OE C.N. Al efectuarse el muestreo, deben anotarse los datos. Muestreo en toms : Se recomienda, se instalen tomas en conductos a presiOn o en conductos que permitan el fi cil acceso para muestrear a cielo abierto de caracterizar debidamente las aguas residuales . Las tomas deben tener un diâmetro adecuado para muestrear correctamente las aguas residuales en funcion de los materiales que pueden contener, deben ser de la menor longitud posible, y procurar situarlas de tal manera que las muestra sean representativas de la descarga . Se recomienda el use de materiales similares a los del conducto, de acero al carbon de acero inoxidable. - Muestra simple : Es aquella muestra individual tomada en corto periodo de forma tal que el tiempo empleado en su extracciOn sea el transcurrido para obtener el volumen necesario. - Aparatos y equipo : Recipientes para el transporte y conservaciOn de las muestra . Los recipientes para las muestras deben ser de materiales inertes al contenido de las aguas residuales. Se recomiendan los recipientes de polietileno o vidrio. • Las tapas deben de proporcionar un cierre hermético en los recipientes y se recomienda que sean de material afin al del recipiente. Se recomienda que los recipientes tengan una capacidad minima de 2 dm3 . Hielera o refrigerador. Material comun de laboratorio. - Identificacion de las muestras : Se debe tomar las precauciones necesarias para que en cualquier momento sea posible identificar las muestras . Se deben emplear etiquetas pegadas colgadas, o numerar los frascos anotândose la informacion en una hoja de registro . Estas etiquetas deben contener como minimo la siguiente informacion. Identificacion de la descarga. Se deja fluir un volumen aproximadamente igual a 10 veces el volumen de la muestra • y a continuacion se liena el recipiente de muestreo . 70 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. V.. - Muestreo de descargas fibres : Cuando las aguas residuales tluyan -hbremente en forma de chorro, debe emplearse el siguiente procedimiento. El recipiente muestreador se debe enjuagar repetidas veces antes y efectuar el muestreo Toma directamente la muestra de su recipiente. La muestra se transfiere del recipiente muestreador al recipiente para la muestra cuidando de que este siga representativo. - Muestreo en canales y colectores : Se recomienda tomar muestras en el centro del canal o colector de preferencia en lugares donde el flujo sea turbulento a fin de asegurar un buen mezclado. Si se va a evaluar contenido de grasas y aceites se deben tomar porciones, a diferentes profundidades, cuando no haya mucha turbulencia para asegurar una mayor representatividad. • El recipiente muestreado se debe enjuagar repetidas veces con el agua para muestrear antes de efectuar el muestreo. El recipiente muestreador, atado con una cuerda y sostenido con la mano de preferencia enguantada, se introduce en el agua residual completamente y se extrae la muestra. Si la muestra se transfiere de recipiente, se debe de cuidar que ésta siga siendo representativa. - Cierre de los recipientes de muestreo : Las tapas o cierres de los recipientes deben de fijarse de tal forma -clue se evite el derrame de la muestra. - Se recomienda que las muestras sean compuestas para que representen el promedio de las variaciones de los contaminante . El procedimiento para la obtencion de dichas muestras es el siguiente : 71 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • Las muestras compuestas se obtienen mezclando muestra simples en volumenes proporcionales al gasto o flujo de descarga medido en el sitio y momento de muestreo. El intervalo entre la toma de cada muestra simple para integrar la muestra compuesta, debe ser el suficiente para determinar la variacion de los contaminantes del agua residual. - Preservacion de las muestra : Solo se permite agregar a las muestras los preservativos indicados en las Normas de Métodos de Prueba. preservar la muestra durante el transporte por medio de un bano de hielo y conservar las muestras en refrigeracion a una temperature 277°K (4°C). Se recomienda que el intervalo de tiempo entre la extraccion de la muestra y su anâlisis sea el menor posible a que no exceda tres dias . 72 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. V.- RESULTADO DE LABORATORIO Y PROCESAMIENTO DE DATOS OPRODEC ONSTRUC CIONES S.A. DE C.V. • V. RESULTA DOS DE LABORATORIO Y PROCESAMIENTO DE DATOS. 5.1 . EMPRESAS SELECCIONADAS. De acuerdo con el criterio marcado por la supervision de seleccionar tres molinos con diferentes capacidades de produccion . A este respecto y con el apoyo de la asociaciOn de molineros del D .F., se seleccionaron los siguientes molinos: Nombre 1.- Pirules 2.- Multifamiliar 3.- Procesadora de maiz Produccion 1,100 kg de maiz por dia 1,400 kg de maiz por dia 750 kg de maiz por dia Como se establecio con la supervision de incrementar los muestreos de molinos por el cambio de la normatividad de pruebas de tratabilidad, se muestro adicionalmente el siguiente molino. 4.- La candelaria 1,600 kg de maiz por dia. La informacion especifica de cada una de ellas se encuentra en la seccion 5 .2. Se puede apreciar que los cuatro molinos seleccionados estan en diferentes rangos de produccion. 5.2. RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS DE LOS MOLINOS SELECCIONADOS. De acuerdo con las visitas realizadas a no menos de 15 molinos de nixtamal en el D .F. se seleccionaron 4 molinos representativos para Ilevar a cabo los trabajos de campo y laboratorio. El criterio de seleccion como se indico en el capitulo anterior fue de escojer 3 molinos que tuvieran diferentes capacidades de produccion con el objeto de investigar si existia una relacion de la capacidad de produccion y la calidad del agua descargada . • 73 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • Se aprecao en las visitas realizadas a los molinos la disponibilidad de cooperar con la autoridad para llevar a cabo estos .trabajos. Se pudo apreciar ademâs, que los molinos de nixtamal emplean la misma tecnologia para su produccion, por lo que los indices de contaminacion que se puedan determinar para unos cuantos repercuta la generalidad de los mismos. A continuacion se presentan las encuestas de los molinos muestreados . • • 74 • ENCUESTA SOCIOECONOMICA ESTADO : r'%, MUNICIPIO : =- C(^ POBLACION: RAZON SOCIAL ; ;'/ .. • - GIRO : R .F .C .: O(\! -cr;-':' c, DOMICILIO : CODIGO POSTAL : TELEFONO : L l/6_ ;/// 3 7 3'744-e e ~ ft ,-?—/4--, a e .7 3 / ' f7 C~ F C7,3 ol FAX : PROPIETARIO 0 REPRESENTANTE LEGAL : ?z .e, T , 1o~f e (2 '~~ CAL / FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA CONSUMO DE AGUA M 3 /SEG . 5 -~ J'Y2 USO DEL AGUA : <-6e ~-~_~t ;4ve-aP'2'f I'e , NUMERO DE DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES : TIPO DE CUERPO RECEPTOR : -4a/- -.~c~-e-Uc, ..( FECHA DE INICIO DE OPERACION DE LA PLANTA o 1^/'n VOLUMEN DE OPERACION : HORAS QUE TRABAJA LA PLANTA //1(7 /Z,T nC: o o • (1) &;/zI 1 219/2/ 4,,i6 Fr I 4() ,('-1 5 %%3_`> y- • CUENTA CON CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA SI NO CUENTA CON PERMISO DE DESCARGA DE LA C .N .A. SI NO CUENTA CON PLANTA DE TRATAMIENTO DE A .R. SI NO DESCRIBA BREVEMENTE SU PROCESO OBSERVACIONES : <~ n /- <i~!~( rte? (2) • (1._2) p Ik (../ /4 ~ .~1. ENCUESTA SOCIOECONOMICA - ESTADO : MUNICIPIO : .r — / 2 POBLACION : ,, /4 / c rr 7- RAZON SOCIAL ; f, 4,.,,, / L ; 7 GIRO : .~~,' C% C C, - R .F .C . : // , DOMICILIO : 'o`°/ • r/f f' .I / /,:!/(e /1 .~( f.L,~. .L, CODIGO POSTAL : Gt _} / TELEFONO : 6'2 / / ,2 FAX : ,~ PROPIETARIO 0 REPRESENTANTE LEGAL : !i:4 .. FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA : CONSUMO DE AGUA M 3 /SEG . J f - F tee 7 / ' 1' 7,yy3/^/1--z't- USO DEL AGUA : e S /NUMERODSCAGEURSIDAL: TIPO DE CUERPO RECEPTOR: FECHA DE INICIO DE OPERACION DE LA PLANTA VOLUMEN DE OPERACION: HORAS QUE TRABAJA LA PLANTA '9 0 (1) -i~~-'O / (I7 %772 0 • CUENTA CON CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA SI NO CUENTA CON PERMISO DE DESCARGA DE LA C .N .A . SI NO CUENTA CON PLANTA DE TRATAMIENTO DE A .R . SI NO DESCRIBA BREVEMENTE SU PROCESO OBSERVACIONES : (2) • ENCUESTA SOCIOECONOMICA ESTADO : MU N I C I P I 0 : .! é '' _ / 2 r ZZ y POBLACION : /!, GIRO : .. /e . r c~c_t~ TELEFONO: (A– ~r / l~ /cam (so CODIGO POSTAL : • 5 6 2'4/ FAX : -- l6d- ;/" 1'/t-C,t,t .e ' PROPIETARIO 0 REPRESENTANTE LEGAL : i r7, cZ FUENTE DE ABASTEC I MI ENTO DE AGUA ~~ ce'-1 –5 CONSUMO DE AGUA M 3 /SEG . USO DEL AGUA : 7 cp – h' 'xi (i c 015 f2 – R .F .C . : DOMICILI0 : /'tr4 /,nr~~ .~ ..v~ RAZON SOCIAL ; re2c .( %eL'2,c. ~~ lc c,c~ NUMERO DE DESCARGAS DE AGUAS RES I DUALES : (-/' v: TIPO DE CUERPO RECEPTOR : 0 ~o %I /,Cf& ..ize ~~--•-t~~ s ~~°~« h7>tt c. ( c~~ FECHA DE INICIO DE OPERACION DE LA PLANTA 69' VOLUMEN DE OPERACION : 750/1--'s HORAS QUE TRABAJA LA PLANTA • D ? /6 — :ea ka-caS .,tetC? • J CUENTA CON CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA SI NO CUENTA CON PERMISO DE DESCARGA DE LA C .N .A . SI NO CUENTA CON PLANTA DE TRATAMIENTO DE A .R . SI NO DESCRIBA BREVEMENTE SU PROCESO OBSERVACIONES: • V (2) • • ENCUESTA SOCIOECONOMICA ESTADO: '~'.- ~~ M U N I C I P I O : POBLACION : /,-I RAZON SOCIAL ; ~~t - .v GIRO : R .F .C .: DOMICILIO: / 0 272 rc~ /a ,i2 i . ///,X" CO0C ('3 % O CODIGO POSTAL : TELEFONO : (- .-? /6 //3 S i FAX : PROPIETARIO 0 REPRESENTANTE LEGAL : — //Ll-fi--/--uf z FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA CONSUMO DE AGUA M 3 /SEG . USO DEL AGUA : ? - l ^3~ / °~~ 1-f--t,rZ&t-c .-e /t nc?cc NUMERO DE DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES : ,{-,e - TIPO DE CUERPO RECEPTOR: FECHA DE INICIO DE OPERACION DE LA PLANTA /-z VOLUMEN DE OPERACION : /~ e-e 5 HORAS QUE TRABAJA LA PLANTA ( 1 ) ,roc .efili--r7 ,,-c. CUENTA CON CONDICIONES PARTICULARES DE DESCARGA SI NO CUENTA CON PERMISO DE DESCARGA DE LA C .N .A . SI NO CUENTA CON PLANTA DE TRATAMIENTO DE A .R . SI NO DESCRIE : 3REVEMENTE SU PROCESO OBSERVACIONES : r • 6 (2) • • • REGISTRO DE CAMPO til%E~'`L ESTUDIO : FECHA DE MUESTREO : \/( 7 17 ~i /. A/ f ' Q _. /j,7~//t,/.//3 3~/_ / 2 HORA pH C[~ CASTE) n3/s• ESTACION DE MIESTREO /xi.%/ 5 'h f , / ;' 0~ IL A ID { i' ~G ~ C? Ob nc7 - ~ O .D. ng/t COND . E. T 'C m/S AGUA /~ . A/ FECHA DE ENTREGA PARA ANALISIS : 7 J0 . 14A )E A,'X • 3 5 () 3 2 AMB . MUESTRA PARA F .D . 1. _ kip,), MUESTRA PARA RACIER . /:•~ e —/ y MUESTRA PARA NITROG . /0 OBSERVACIONES : EMTREGO : ~ MUESTRA PARA G C A 1, ti 3 / j / 'f , ,,, MUESTREADORES :('. COLOR OLOR ,.yr.i , i- ti p :^o/ , / L y :r NO a . f^ (3 ► g. N BURBUJAS DEL AQUA LOS 1i2uLE 19,,30 5- / ' .i CUERPO RECEPTOR : SI Y MO • • • REGISTRO DE CAMPO ESTUDIO :/7 f/'n \'1. C.rC0 FECNA DE MUESTREO : 1-'é / 1 _ ,L1 !JJ!El// HORA ESTACION DE MUESTREO r /A1 0:L5 %/, / /4 !~£ t i Y. i i ~ .L/~~ ,21/ .~~f%/'/ C FECNA DE ENTREGA PARA ANALISIS : _t/ GASTO n3/ ', pN O .D. mg/l COND . E. m/s AGUA II NO N(O ~~'30 I MO " W- • J6 3y0 FQ 3/ MUESTRA PARA BACTER . MUESTRA PARA NITROG . MUESTRA PARA G T A Elec./ c'l MUESTREADORES : COLOR r OLOR L ' , ~1 _ /9,N BURBUJAS DEL AGUA v P. ~~r< : ; , dlr. S.1 :~ NO SI 3 P)~_oc a ti Dc H 4/ z" r/ j AMB . — / 1,- ; — 1 ) ( :) J / .E//N MUESTRA PARA T 'C 1 CUERPO RECEPTOR : ~y :oo 14-16 iz •3 Ioy c 34 2 r OBSERVACIONES : RECIBIO : ENTREGO s v tlr~.-,,llr' v NO • • • REGISTRO z ESIUD10 : //ti ' TCil /'-7 s' Er 2L i FECNA DE MUESTREO : CU— .f~/9/i r? ~ 42 2 / C' v/ F/ 1 /3/Z NORA ESTACION DE MUESTREO IINU. ~k t.At ) O /Id pN /1 //-j CAMPO ice = O .D. mg/( T COND . E. m/s AGUA // I0°O O )%%/9 '42 Z. FECNA DE ENTREGA PARA ANAL I S I S : / %% / / GASTO m3/X 41-4- DE -6 3i 3/ E AMB . f y CUERPO RECEPTOR : _ MUESTRA PARA F .O . /,,t,c/,g/1 MUESTRA PARA BACTER . F — / ~~ MLIESTRA Ml1ESTRA PARA PARA NITROG . G Y A ./r/C . 12(%c MUESTREADORES : f COLOR y !, r , f U • _ 4 4) OLOR BURBUJAS OEl AGUA 1 v r [ .~c NO SI NO , 1/ Dt_d ;PrA " it (6,o0 /0-6 -~ • i OBSERVACIONES : • RECI810 : ENTREGO : s ~~Cfl ! f: // //,_ ' rf~ • REGISTRO DE CAMPO ESTUDIO : //T. / /i FECHA DE MUESTREO : ~C % _ ~(J n F1~L- /1 .1 -/ u/ /'/3%L F HORA ESTACION DE MUESTREO CASIO n3/! A!- /A/i',v IA? /I,' ,C//,f'7-/'.~// FECNA DE ENTREGA PARA ANALISIS : PH O .D. 1,9/i COND . E. m/s T 'C AGUA ' T ihA Dr J-At .'AD D F4 tL.II 2 )1 f3D f-8 i1°~0 s CUERPO RECEPTOR : //•r c / 30J 33 . AMR . MUESTRA PARA F .O . J/i MUESTRA PARA RACIER_ /6- " z OBSERI/ACIONES : ENTREGO RECIBIO : /"%, MUESTRA PARA NITROG . /-// MUESTRA PARA GYA 9/lc,t •~• //ecv, MUESTREADORES :,, COLOR (', OLOR DEL AQUA, J (1,~r .fr ;!lr. >, NO 3_,~ A) BURBUJAS SI ,- NO t • REGISTRO DE CAMPO L z--c' T () 1 - P/I Z.) ESTUDIO : 171)7,1-L X i. U /-/ fECHA DE MJESTREO : — ~(/ FL16/' HORA ESTACION DE MJESTREO 1 (N/~ J- c, DF n)c 1-QVGOO (7~~~6 — / J ' /%' / i /,' L_ PC j FECHA DE ENTREGA PARA ANAL ISIS : GASTO m3/,~ a pH }—g ~il O .D. mg/l COND . E. T 'C m/S AGUA f AJ48 . CUERPO RECEPTOR : ,'e.--e MJESTRA PARA F .O . MJESTRA PARA RACIER_ 1-76 MJESTRA PARA NIIROG . MJESTRA PARA GCA DEL AAA c ,lc^c e ;riC V r/,11IL.l .rz . 08SERVACIONES REC1810 s :I %7 ;1 ,~t/ Lam-! OLOR COLOR I' /4 1~ L.1' I — ENTREGO — /9N _ ~.IDJMJESTREADORES :,'.C. .Z -/-Y y NO 8URBUJAS SI NO • • REGISTRO DE CAMPO ESTWIO :NE)TFPRO\/4C (^0)0,Z)/f• ?AAA FECNA DC MUESTREO : DO~ .£A-(. — ~~ NORA ESTACION DE MUESTREO 1 E— GASTO e►3/ir AQ lJCl11/t_(I~ O .D. mg/I COND . E. :Ns 40 ^q3. ~Q 3 ~~ in~u, >ae ,/ MDLi&,)0 (/ i $-Q T 'C AGUA l~ IYiG./f-1L 17E FECHA DE ENTREGA PARA ANAL ISIS : '7 (i f/ (/ PH / )I). 3 ;Z E AMB . hoc MUESTRA PARA F .O . V CUERPORECEPTOR : f,/ j,32 E MUESTRA PARA BACTER . MUESTRA PARA NITROG . /1t--( 2 ' .Z- MJESTREADORES : MUESTRA PARA GTA v OLOR COLOR DEL AQUA HO L iz, v (/,'p 1 %//c v ,:?r ,, /f, ( /O BURBUJAS SI v- n - ( .Lid- TEL A. rL 08SERVACIONES : ENTREGO : RECIBI0 : ' J,///• / ,J x~-' v HO • • REGISTRO DE CAMPO ESTW10 :tA fE P 0v'E(~O 2 ( G12- ,) f A- ZQ J/£L(-/ FECHA DE MUESTREO : NORA ESTACIOM DE MUESTREO GASTO n3/O )/J~US7l!/ij FECHA DE ENTREGA PARA ANALTSIS : pH O .D. ng/I !"/0 / 9E A-AdADo O dOS 1 iJLiL. i0 ;:30 -6 T 'C COND . E. m/s Si( ~6 li g A- A)) AT/4 A-//.'.C- t) AQUA -s ;1-2-3 AMR . CUFRPORECEPTOR : •' 2 –),.t-1/6''', ` MUESTRA PARA F .O . MUESTRA PARA RACIER . MUESTRA PARA MITROG . - MUESSTRA PARA G Y A OLOR COLOR y i! S,1 3/ /, `/ OBSERVACIONES RECIBIO : Z. /`.7 , . //! 4re,- - BURBUJAS - DE 1 AWA o r' A+ J MU£STREADORES :A(' . ES _ ENTREGO : l(CC,/^ i ' 6 MO SI MO • • REGISTRO DE CAMPO ESTWIO : fl l Epr 0 — C r s< FECMA DE MUESTREO : ~~— /) .(~- ~~ JL // / IN)RA ESTACION DE MUESTREO i I A- VA « ,415IA I A) pH O .D. COND . E. ag/I m/s ~CA• T~uiG v6 Mot 1 D3(La O / ~a~ J(CI C O 11 ;'tS" ' T AGUA t4-14. II )q-ic /z A4AI D~ /..) CUFRPO RECEPTOR: FECHA DE EMIREGA PARA ANAIISIS % GASIO a3/d , /h •3 Z ~~/ 'C AMB . 3{ 1y 9 3y a3 MUESTREADORES• /' MUESTRA âARA F .O . MUESTRA PARA BACTER . MUESTRA âARA NITROG . y gcQ- ,4 - 3 2 lLI Y I OBSERVACIONES : ENTREGO : RECIBIO : / CaF ; /IA OLOR COLOR BURBUJAS DFt AGUA vx 1-(i-1L" ), MUESTRA PARA G Y A /) y NO SI NO OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 5.3 RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO. A continuacion se presenta los resultados obtenidos tanto en campo como en el laboratorio. Los parâmetros de campo obtenidos en el muestreo, son los siguientes. Oxigeno disuelto con el oximetro — pH - Temperatura - Conductividad Para obtener las muestras compuestas se tomaron solo dos muestras simples a diferentes horas, ya que el proceso productivo no varia, siendo, inclusive una muestra simple la representativa de la descarga. La preservaciOn de muestras se Ilevo a cabo segun lo establecido en el capi .tulo anterior. • 75 O P R O DEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "LOS PIRULES" 8/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mg/L 900 DBO 5 DQO 4800 GRASAS Y ACEITES 39 N NH 4 4 .4 N TOTAL 43 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1240 NO 3 12 .0 Ca 232 P TOTAL 44 .68 SO 4 134 ALCALINIDAD 940 • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "PROCESADORA DE MAIZ" 8/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mg/L DBO5 1140 DQO 5067 GRASAS Y ACEITES 129 N NH4 6 .0 N TOTAL 39 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1450 NO 3 15 .0 Ca 234 P TOTAL 4 .78 SO4 175 ALCALINIDAD 525 76 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "LA CANDELARIA" 8/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mgIL DBOg 1400 DQO 5334 GRASAS Y ACEITES 58 N NH 4 3 .9 N TOTAL 45 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1720 NO 1 14 .4 Ca 285 P TOTAL 2 .78 SO4 168 ALCALINIDAD 510 RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "MULTIFAMILIAR" 8/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mgIL DBO S 735 DQO 1533 GRASAS Y ACEITES 61 NNH4 2 .2 N TOTAL 32 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1290 NO 1 13 .5 Ca 184 P TOTAL • 4 .72 SO4 122 ALCALINIDAD 880 77 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "LOS PIRULES" 9/NOV/94 ' PARAMETROS DETERMINACIONES EN mg/L DBO 5 1055 DQO 4000 GRASAS Y ACEITES 37 N NH4 2 .8 N TOTAL 55 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1330 NO 1 12 .5 Ca 369 P TOTAL 4 .62 SO4 136 ALCALINIDAD 1270 • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "PROCESADORA DE MAIZ" 9/NOV/94 PARAMETROS • DETERMINACIONES EN DBO S 1284 DQO 3533 GRASAS Y ACEITES 52 N NH 4 3 .1 N TOTAL 48 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1290 NO 1 11 .0 Ca 237 P TOTAL 2 .37 SO4 172 ALCALINIDAD 1225 78 ma ' O P R O DEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C.V. • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "LA CANDELARIA" 9/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mg/I, DBO j 1300 DQO 3334 GRASAS Y ACEITES 45 NNH 4 2 .2 N TOTAL 37 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1430 NO 3 13 .3 Ca 209 P TOTAL 2 .80 SO 4 172 ALCALINIDAD 735 • RESULTADOS DE ANALISIS DE AGUAS RESIDUALES DEL MOLINO "MULTIFAMILIAR" 9/NOV/94 PARAMETROS DETERMINACIONES EN mg/l, DBO S 784 DQO 1120 GRASAS Y ACEITES 140 N N H4 2 .1 N TOTAL 36 SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 1675 NO 1 13 Ca 176 P TOTAL 2 .4 SO4 128 ALCALINIDAD 715 79 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. 5 .4 ANALISIS DE RESULTADOS. Los valores de la DBO5 varian de 784 mg/l del molino multifamiliar a 1400 mg/l que se encuentran abajo de los valores tipicos (2500-3000 mg/1) ; esto se debe generalmente al excesivo use del agua potable en los procesos productivos, sin embargo estos valores a pesar de estar por debajo de los valores tipicos son altos para cualquier cuerpo receptor que reciba estas descargas, sobre todo si los comparamos con el valor promedio de las descargas de aguas residuales municipales que estâ alrededor de 250 mg/l. Asi mismo los valores de DQO estân por debajo de los tipicos considerados para esta descarga. Llama la atencion que los parâmetros de grasas y aceites, solidos suspendidos totales, N total, SO4 y alcalinidad estân por encima de los valores promedios considerados para descargas municipales. Se aprecia que la descarga de molinos de granos (maiz de nixtamal) deben ser controladas por norma o condiciones particulares de descarga antes de ser descargada a los cuerpos receptores. Del anâlisis anterior de resultados los parâmetros a controlar principalmente son: DBO5 DQO N Total. SO4 Alcalinidad Temperatura Sobre estos parametros se deberâ establecer la norma para molinos de nixtamal, este punto se discutirâ en el capitulo 7. • Cabe destacar que la calidad del agua obtenida en los 4 molinos muestreados es preactivamente la misma, lo que indica que la calidad del agua descargada no esta en funcion del tamano del molino . Esto traerâ como resultado que la norma debe ser general, sin importar la capacidad de produccion . 80 GRAFICA 5 .- COMPORTAMIENTO DE LA DB0 5 DE LOS MUESTREOS REALIZADOS DBO5 (mg/I) 1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 8/NOV/94 P9/NOV/94 • 4) aU rn E 0 0 0 0 0 0 co 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N m 82 0 0 0 0 • • GRAFICA 5 .2 .- COMPORTAMIENTO DE LOS SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DE LOS MUESTREOS REALIZADOS SST (mg/I) 2,000 1,500 1 ,000 500 .P 8/NOV/94 9/NOV/94 • OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. VI.- ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. • VI. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO Debido a que el objeto del estudio no es desarrollar procesos concretos para el tratamiento de aguas residuales de esta industria, ya que no se elabora un proyecto especifico para una descarga determinada, se estima conveniente investigar trabajos realizados por instituciones serias para el tratamiento del nejayote . En este sentido después de una larga busqueda, se determine que el trabajo desarrollado por el Instituto de Ingenieria de la UNAM cubria los alcances propuestos . A continuacion se presenta en forma resumida el desarrollo y resultados obtenidos por las alternatives de tratamiento de esta industria. 6 .1 ALTERNATIVAS ESTUDIADAS. Se estudio a nivel laboratorio el agua sobrante de la industria del nixtamal (nejayote) en cuatro sistemas biologicos para tratamiento de aguas de desecho : lodos activados, proceso de contacto anaerobio, biodiscos y reactor anaerobio empacado . También se hicieron pruebas de • coagulacion .floculacion con sulfato de aluminio y con una poliacrilamida, como ayuda coagulante para el tratamiento del nejayote y de los efluentes de los sistemas de lodos activados y del reactor anaerobio empacado . Los resultados experimentales mostraron que tanto el sistema de lodos activados, como el reactor anaerobio empacado alcanzan eficiencias de eliminacion, medidas como DQO, del 89 y 91 por ciento, respectivamente . Debe senalarse que la coagulacion- floculacion que se logra es eficiente para eliminar material suspendido, pero no para material soluble ; en este sentido, la remocion de DQO en los efluentes de los sistemas de lodos activados y del reactor anaerobio empacado con coagulantes tiene eficiencias del 96 por ciento. 6 .2 PROCESOS BIOLOGICOS SELECCIONADOS El proncipal contaminante a remover de las descargas de aguas residuales de la industria del nixtamal es la materia organica, por lo que la forma de removerla mas economica es a base de procesos biologicos . 84 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V. Los procesos biologicos para el tratamiento de aguas de desecho pueden dividirse en dos grandes grupos, dependiendo del tipo de metabolismo de los organismos presentes: metabolismo aerobio y metabolismo anaerobio . A su vez se subdividen en otros dos tipos, dependiendo de la forma como se localicen los microorganismos dentro del reactor : a) en forma de floculos suspendidos o b) en, forma de pelicula adherida a una superficie rigida e inerte. Segun dicha clasificacion se seleccionaron para este estudio los procesos biologicos conforme el siguiente cuadro. Tipo de formacion Mctabolismo acrobio Metabolismo anaerobio Pelicula adhcrida Contactor biologico rotatorio Reactor tubular empacado Floculos suspcndidos Sistcma de Iodos activados sistema de contacto anaerobio Con objeto de conocer las caracteristicas de Ios contaminantes que contiene el nejayote, asi como sus cantidades, se Ilevaron a cabo determinaciones fisicas, quimicas y biologicos tanto en las aguas de cocimiento y de lavado como en la mezcla de ambas . Dicha mezcla se hizo respetando las proporciones con las que el nejayote sale de la planta de nixtamal. Se efectuaron anâlisis de pH, condictividad, alcalinidad, color, turbiedad, solidos, DBO5, DQO, nitrogeno Kjeldahl, nitrogeno amoniacal, nitratos, calcio, fosforo y sulfatos . Los métodos que se utilizaron se encuentran en Deutsssche Einheitsverfahren (1982), Standard Methods (1981) y Sawyer, et al (1978). Las muestras analizadas provienen de la planta para nixtamal de Industrias Conasupo, S .A. de C . V., en Ciudad Guadalupe, NL. Los procesos a estudiar son los siguientes : • 85 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 6.2.1 LODOS ACTIVADOS. Este sistema comprende un reactor y un sedimentador como panes esenciales (Diag . 6) . El agua de desecho por tratar se introduce at reactor, donde entra en contacto con los floculos microbianos . Los microorganismos que forman los floculos . adsorben sobre su superficie las moléculas orgânicas para después degradarlas de forma enzimâtica y transformarlas en material inorgânico (mineralizacion) y en material celular (asimilacion) . La mezcla de floculos y agua de desecho tratada abandona el reactor para pasar a un sedimentador (secundario), en el cual los floculos microbianos se separan por gravedad del agua ya tratada. DIAGRAMA 6 .- SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS. AIRE • Una pane de los floculos o biomasa se recircula al reactor con objeto de mantener constante la concentracion de biomasa en él y otra pane se desecha . La cantidad de biomasa desechada es igual a la produccion neta de la misma ; esto garantiza la condicion de operacion continua del sistema. La biomasa que se encuentra en los sistemas de lodos activados tiene una composicion heterogénea; consta, en general, de bacterias, hongos, protozoos, rotiferos, nematodos y larvas de insectos. De estos organismos, la mayor pane (90-95 por ciento) la constituyen las bacterias, las cuales a su vez son las responsables de la eliminacion de la materia orgânica soluble y coloidal. • 86 OPRODEC ~IIIIIV^~ • ONSTRUCCIONE S S.A . DE C. V. Basândose en el metabolismo microbiano, Eckenfelder (1970) considera que el sustrato lo utilizan las células como fuente de energia y como fuente de material para sintesis de nuevas células. Segall Winkler (1981), los Iodos activados o floculos microbianos se encuentran en una etapa de carencia de nutrientes donde solamente una parte de los microorganismos son capaces de reproducirse . Dicha condicion de carencia de nutrientes significa que la eliminacion de estos no se asocia, de forma estricta, con un proceso de reproduccion o crecimiento . Una parte de los floculos sufre la misma suerte que los nutrientes contenidos en el agua de desecho : son utilizados como alimento por organismos . Este proceso se llama dew/memo endogeno. Para la experimentacion en laboratorio se construyo una celda eckenfelder con material de placa de acrilico transparente . Durante el periOdo de arranque o aclimatacion de los microorganismos se alimento nejayote diluido para acelerar el proceso de arranque . La alimentacion al reactor se Ilevo a cabo en forma continua durante las 24 hrs . del dia mediante una bomba dosificadora de membrana, marca Wallace y tiernan, serie 94-100. • Durante el periOdo de arranque, como pardmetros de control, se determinaron una vez al dia pH, DQO en le afluente y efluente y solidos suspendidos totales (SST) en el licor mezclado. Cuando los valores de dichos parâmetros permanecieron constantes con respecto al tiempo, se considero estable la operacion del reactor. Después de aproximadamente un mes de operacion se alcanzo la estabilidad en el sistema, aunque esta presento el inconveniente de que la biomasa no sedimentaba satisfactoriamente en el sedimentador, to cual ocasionaba la pérdida de la biomasa con el efluente y la baja concentracion de microorganismos en el reactor. Se concluyo que el volumen del sedimentador no era el adecuado para un indice volumétrico de lodos tan elevado. Durante el arranque y la operacion del reactor se pudo observar que los tiempos para alcanzar la estabilidad eran tan largos que no seria posible Ilevar a cabo los cuatro cambios de las condiciones de operacion dentro del tiempo programado . debido al problema del tiempo ya que tampoco se lograba la compactacion deseada de la biomasa, se decidio construir cuatro reactores en paralelo a fin de operar cada uno bajo diferentes condiciones. 87 OPRODEC ONSTRUCCIONE S S.A . DE C .V. El parâmetro de control para la operacion de los cuatro reactores es la carga orgânica o relacion de nutrientes a microorganismos. Los valores de pH para los cuatro reactores pueden considerarse como satisfactorios debido a que en todos los casos se detectaron valores dentro del intervalo de la neutralidad . Con algunas excepciones, todos los valores de pH oscilan entre 7 y 8, lo cual es deseable, ya que dentro de dicho intervalo las funciones metabolicas de los microorganismos alcanzan un optimo. La temperatura de operacion es un factor importante que deberâ considerarse en el diseno de unidades mayores, ya que es decisivo en la transferencia de oxigeno . A mayores temperaturas, menores son los coeficientes de transferencia de oxigeno, La informacion proporcionada por la alcalinidad no es uniforme . Dicho en otro forma, cuando las muestras de nejayote tenian bajos valores de alcalinidad esta tendia a aumentar durante el proceso, lo que puede explicarse debido a la gran cantidad de calcio y de otras sales, y a la incorporacion de CO2 del aire al sistema . Estos factores, junto con la accion del metabolismo • microbiano, hicieron que los valores de alcalinidad se estabilizaran entre 600 y 700 mg/l , y los ph entre 7 y 8 . Este fenomeno también se observa cuando la alcalinidad del nejayote es mayor que la promedio en el sistema . Aqui, la disminucion de la alcalinidad puede deberse a procesos de nitrificacion al producirse NO3 y NO2 como resultado del metabolismo de algunos microorganismos especializados. Uno de los parâmetros mâs importantes dentro de este estudio es la demanda quimica de oxigeno (DQO), por medio de la cual es factible conocer la eficiencia de remocion de los contaminantes orgânicos. El cuadro 6 muestra que la remocion mâs eficiente se logra bajo condiciones de operacion de cargas orgânicas bajas . • 88 O P R O DEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C.V. • CUADRO 6.- RESULTADOS GLOBALES OBTENIDOS EN LOS REACTORES AEROBIOS TOTALMENTE MEZCLADOS. DQO DQO promedio promedio efluente, en Reactor afluente, en Kg/m 3 Tiempo de Indite Cantidad de Coeficiente de Remotion retention volumétrico biomasa rendimiento, en en % hidrâulica, en de lodos, en producida, en mgSSV/mgDQO dias mug mgSSV/d Kg/m 3 1 16 .98 1 .87 89 15 .0 330 580 0 .40 2 16 .98 3 .21 81 6 .0 810 1 385 0 .40 3 16 .98 4 .56 73 3 .5 775 1 640 0 .31 4 16 .98 5 .27 69 2 .6 985 1 405 0 .21 De estos resultados se puede concluir que el nejayote es susceptible de tratarse en sistemas de lodos activados bajo condiciones de carga orgânica baja . De los cuatro casos estudiados, la carga orgânica de 0 .5 kg de DQO/kgSST/d es la que proporciona mayores eficiencias, y un indite volumétrico de lodos alto, aunque no lo suficientemente alto como para no permitir en manejo eficiente de los lodos . El IVL en el caso de los otros tres reactores es excesivamente alto para no tolerar su separation eficiente en tanques sedimentadores. Como se puede observar en el cuadro 6, conforme aumenta la carga orgânica, el coeficiente de rendimiento (Y) disminuye ; esto se debe a que cuando los microorganismos reciben una cantidad de nutrientes mayor a la que pueden metabolizar por unidad de tiempo, sus funciones metabolicas se desplazan hacia las catabolicas . Cuanto mayor es la carga orgânica, mas grande es la cantidad de nutrientes destinada a cubrir los requerimientos energéticos (Abwassertechnik, 1975). La baja production de biomâsa es deseable, ya que facilita su manejo . Esto se asocia a cargas orgânicas muy bajas (menores de 0 .3 kgDQO/kgSST/d) o cargas orgânicas muy altas (mayores de 2.5 kgDQO/kgSST/d) . En este caso se tienen dos cargas orgânicas medias y dos a1tas; las dos medias muestran el mismo valor del coeficiente de rendimiento, el cual conforme aumenta la carga orgânica, disminuye. Se concluye que, basândose en la eficiencia de remotion de contaminantes, el reactor 1, con carga orgânica media baja, es el que proporciona los resultados mâs satisfactorios . Aunada a la • 89 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • alta eficiencia, la baja carga orgânica puede ser relacionada a las Buenas caracteristicas de sedimentaciOn de los lodos. 6.2 .2 CONTACTO ANAEROBIO Los procesos anaerobios para el tratamiento de aguas de desecho ofrecen ventajas y desventajas . Entre las primeras estân: a) produccion baja de biomasa por unidad de sustrato consumido ; esto significa que al ser bajo el crecimiento de los microorganismos, los requerimientos de nitrogeno y de fosforo también serail bajos, b) el metano producido durante el proceso tiene un valor economico, ya que puede ser utilizado como combustible, y c) es posible aplicar altas cargas orgânicas, pues el proceso no estâ limitado por la transferencia de oxigeno. • Una de las desventajas de los reactores anaerobios tradicionales es que la temperatura requerida para la reaccion es de 35°C, por lo que es necesario calentar en contenido del reactor ; otra son los altos tiempos de retenciOn, los cuales obligan a utilizar grandes volumenes de reaccion. El proceso de contacto anaerobio sigue el mismo patron que el sistema de lodos activados, con la diferencia de que en este caso, los tanques tanto el de aereacion como el de sedimentacion estân cerrados para evitar el acceso de oxigeno atmosférico at sistema (Diag . 6.1). DIAGRAMA . 6.1.- CONTACTO ANAEROBIO. 90 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • Este proceso ha sido utilizado con éxito para tratar efluentes de la industria alimenticia (Van den Berg, et al, 1982, Johansen, et al, 1959) y de otras industrias afines (Benefield, et al, 1980). El sistema de contacto anerobio fue simulado a nivel laboratorio con un reactor . Dicho reactor se sello a fin de evitar el acceso del oxigeno atmosférico . Consta de una parte donde se lleva a cabo la reacciOn bioquimica y otra que permite la separacion de la biomasa del agua tratada . El bombeo del afluente fue en forma semicontinua . Como Las bombas disponibles no tienen capacidad para cantidades tan pequenas como las requeridas, mediante un energizador de accionamiento periodico (timer) se permitio un bombeo de 15 min cada hora . El mezclado se proporciono a través de un agitador magnético. Debido a la baja capacidad de sedimentacion de la biomasa the necesario cambiar la forma del reactor . Las medidas adoptadas para lograr el control de la biomasa fueron similares a las utilizadas para el sistema de lodos activados : se construyeron cuatro reactores, con un volumen de un litro cada uno . Los reactores se sellaron para evitar el acceso del oxigeno atmosférico. Conectado a Ios reactores mediante mangueras de hule latex se coloco un sistema colector de gases . Asi fue posible medir la cantidad de gases producidos, los cuales se analizaron posteriormente para determinar su composicion. Se construyeron cuatro reactores para estudiar en cada uno de ellos los efectos de diferentes formas de operacion . El parâmetro por variar en cada reactor the el tiempo de retencion hidrdulico. Los reactores se operaron dentro de un cuarto temperizado con objeto de mantener su temperatura de operacion a 36°C. Debido a que el metabolismo de una gran parte de microorganismos anaerobios produce âcidos orgânicos es necesario controlar el valor del pH para que las bacterias metanogénicas no se vean afectadas por la acidez de la solucion . Como es sabido, Los valores de pH optimos para la extensa mayoria de Ios microorganismos son los valores de neutralidad . 91 OPRODEC ONSTRUCCIONE S S.A. OE C.V. • Por esa razon se agreg6 bicarbonato de sodio a los reactores anaerobios y asi mantener el valor de pH entre 7 y 8, de donde se desprende que los valores de alcalinidad del nejayote sean siempre menores que en el reactor . El aumento artificial de la alcalinidad pet-mite coritrolar el pH que no baje de 6 ni suba de 8. El cuadro 6 .1 muestra los valores promedio de las determinaciones efectuadas durante la operation de los reactores anaerobios completamente mezclados. CUADRO 6 .1 .- RESULTADOS GLOBALES OBTENIDOS EN LOS REACTORES ANAEROBIOS TOTALMENTE MEZCLADOS. Reactor • Ticmpo de retention f3iomasa en el Carga org~nica, DQO afluente DQO efluente Remotion de hidrâulica, en dial reactor, en en en kgDQO/m 3 en kgDQO/m3 DQO, en % kgSSV/m 3 kgl~/kgSSVd 1 5 1 .25 0 .88 6 .38 6 .63 - 2 10 1 .30 0 .34 6 .60 6 .08 8 3 I5 1 .81 0 .34 6 .19 4 .29 31 4 20 1 .44 0 .25 6 .32 8 .32 - Los valores de DQO en el efluente no se comportaron de la forma esperada . Una gran parte de la biomasa formada en los reactores no constituyo floculos sedimentables . En vez de formar floculos, los microorganismos se encontraban en forma libre, lo cual ocasionaba problemas de tipo prâctico para separar soluble de la suspendida . Al no efectuarse una separacion eficiente de las panes solubles y suspendidas, las determinaciones de DQO incluyeron parte del material suspendido, originando valores mayores de los que se hubieran logrado al analizar exclusivamente la parte soluble . Este problema se presento principalmente en los reactores 1 y 4 . Siendo la parte suspendida muy pequena, se concluye de la experimentation que, a pesar del material suspendido, la remotion de los contaminantes solubles es muy baja en los cuatro casos ; en el del reactor nl mero 3 se puede considerar como buena la separacion de los solidos suspendidos mediante centrifugation y después por filtration. • El proceso rutinario de extraction de biomasa del sistema no se llevo a cabo . La unica biomasa que abandono el sistema fueron los microorganismos libres, que al no formar floculos no file 92 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. • posible separar eficientemente . Al abandonar los microorganismos el sistema en la forma mencionada, no fue factible cuantificar la cantidad que salia con el efluente ; como consecuencia no se determine la cantidad de biomasa producida. Tanto el proceso de contacto anaerobio como'el sistema de lodos activados se basan, junto con la eficiencia de remocion, en la sedimentabilidad de los microorganismos producidos durante el proceso como factor necesario para su reaiizacion . Sin la sedimentacion de los lodos no hay separacion y sin la separacion de los microorganismos de los contaminantes no existe proceso de purificacion. Los resultados son definitivos y excluyen al proceso de contacto anaerobio de considerarse como opcion para el tratamiento parcial o total del nejayote. 6.2.3 FILTROS ANAEROBIOS (reactores anaerobios empacados). Los filtros anaerobios son reactores con algun medio propicio para el desarrollo de una pellcula de microorganismos anaerobios . Su forma es generalmente cilindrica y es comun que las aguas de desecho se introduzcan por la parte inferior del cilindro. DIAGRAMA 6.2.- FILTRO ANAEROBIO. Gases CH 4 + CO 2 Agua tratada Agua de desecho El medio de empaque que se utiliza depende de varios factores : costos, eficiencia, peso, area superficial expuesta y la adhesion de los microorganismos al medio (Young, et al, 1982). • 93 O P R O D E C ONSTRUCC IONES S.A . DE C.V. Este tipo de procesos tiene ventajas y desventajas . Entre las ventajas principales se pueden mencionar (Young, et al, 1982). • Los desechos liquidos con los altos contenidos de contaminantes solubles pueden ser tratados con eficiencia. • Los microorganismos se encuentran adheridos at empaque, to cual permite lograr altos tiempos de retention celular. • La production de biomasa con respecto a la cantidad de sustrato consumida es muy baja. • No require nutrientes balanceados. • Los gases producidos tienen un valor energético. • El sistema puede detenerse durante meses sin que la biomasa sufra cambios perjudicables. Algunas desventajas. • Requiere temperaturas dentro del intervalo mesofilo (35°C) • Los tiempos de reaction son altos. • Unicamente sirven para tratar desechos solubles. • La flora metanogénica aes muy sensible a cambios de temperatura y pH. • El arrangue es lento. • El agua require tratamiento posterior para evitar malos olores y para reducir la cantidad de microorganismos suspendidos. • Los métodos de diseno son empiricos. El filtro anaerobio empacado fue construido con material acrilico ; la biopelicula o empaque consisitio en anillos Pall. El sistema consta de cinco reactores idénticos en serie mediante una manguera latex. Se sellaron con empaques plasticos a fin de evitar el acceso de oxigeno atmosférico a los reactores . Debido a problemas de espacio y funcionabilidad se construyeron los cinco reactores en serie ; para fines de evaluation y de calculo puede considerarse el sistema como un solo reactor, con la altura correspondiente a la suma de las alturas de las cinco unidades . 94 OPRODEC ONSTRUCCIO NES S.A . DE C. V. • Los anillos Pall utilizados como empaque tienen 3 .7 cm. de diâmetro y 3 .7 cm. de longuitud. En cada uno de los reactores se colocaron 32 anillos Pall . La superficie expuesta de cada anillo es de 97 cm 2. La superficie total expuesta al crecimiento de los organismos es de 2 .28 m2 en un volumen util de 11 .5 I. Con una bureta modificada se colecto y cuantifico Ia cantidad de gases producidos . La cuantificacion se hizo para todo el reactor y para cada una de las cinco unidades de forma individual . Los gases colectados se analizaron mediante cromatografia. Debido a que la informaciOn y adaptacion de la biopelicula son lentas, se determinan como control los valores de pH y de DQO hasta alcanzar la estabilidad . El pH se midie dos veces por semana en cada punto de muestreo se indican en el Diag . 6 .4 . El sistema se opere dentro de un cuarto con temperatura controlada para mantenerla a 36°C en los reactores. Cada dos semanas se hicieron las siguientes determinaciones en cada uno de los puntos de muestreo: pH, DQO, alcalinidad total y temperatura . La produccion y composicion de los gases se determinaron individualmente para los cinco reactores, y para la mezcla producida en todos los reactores. La alimentacion de nejayote se llevo a cabo de forma continua mediante una bomba de membrana, marca Prominent, tipo A 2001. Los valores de pH se determinaron como parâmetros de control . Se pudo observar que como en caso extremo, el valor de pH de 5 es el limite inferior tolerado por los microorganismos metanogénicos . Para valores menores de cinco, las funciones metâbolicas de dichos microorganismos son tan bajas que se consideran como despreciables dentro del proceso de depuracion. La alcalinidad del nejayote evita que debido a la produccion bacteriana de âcidos orgânicos, el valor del pH baje aun mâs . Se puede concluir que la alta alcalinidad del nejayote es un factor positivo para el tratamiento biologico anaerobio, y que si el nejayote tuviera una alcalinidad mâs baja, existiria necesidad de anadirle sustancias alcalinas a fin de llevar a cabo su tratamiento anaerobio . se observe que el valor del pH disminuye al aumentar la carga orgânica, lo cual sugiere que si se deseara incrementar la carga orgânica del sistema, serla necesario desarrollar artificialmente la alcalinidad del nejayote. Analizando los resultados de la alcalinidad en el caso de la segunda carga orgânica, se puede observar su disminucien drâstica en la primera etapa del sistema por la cantidad de âcidos orgânicos producidos . Debido a la accion de las bacterias metanogénicas, los âcidos orgânicos se degradan aumentando paulatinamente la alcalinidad. • Calculando la participacion de carbonatos, bicarbonatos e hidroxidos en la alcalinidad, tanto del nejayote puro, como de las muestras procedentes del reactor anaerobio, se determine que esta 95 FP FR Cb EZ)ECC procede en casi su totalidad de bicarbonatos . La participacion de hidroxilos es nula y de carbonatos prâcticamente despreciables. La remocion, determina como DQO para la primera carga orgânica, fue de 91% ; para la segunda también de 91% y para la tercera de 90% . En la fig . 7.1 se muestra el tiempo de retencion requerido para alcanzar la remocion deseada . Como el tiempo de retencion es equivalente a una carga orgânica pueden calcularse tanto el area superficial expuesta requerida como el volumen de reaccion apropiado. DIAGRAMA 6.3.- COMPORTAMIENTO DE LA DQO CON RESPECTO A LA POSICION EN EL REACTOR ANAEROBIO EMPACADO. 6000 Tercera corrida 4000 Segunda corrida • Primera corrida 2000 2 4 6 8 10 Punto de muestreo Después de ocho meses de operacion, el reactor se destapo a fin de observar el estado de acumulacion de biomasa, habiéndose apreciado que después de este lapso no habia senales de taponamiento ni de obstruccion parcial por efecto del crecimiento de los microorganismos . Lo anterior hace atractivo a este proceso, ya que evita la necesidad de la disposicion de la biomasa formada . Pudo observarse en la primera etapa, o primer modulo, que la pelicula de microorganismos tenia un espesor de aproximadamente 2 a 2 .5 mm . El crecimiento de microorganismos fue tan lento que se considero despreciable. • Los nutrientes utilizados por los microorganismos fueron transformados en casi su totalidad en gases . El cuadro 6 .2 muestra dicha produccion en forma global para todo el sistema, asi como la produccion de gases en cada uno de los modulos. 96 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • CUADRO 6.2.-PRODUCCION Y COMPOSICION DE LOS GASES EN EL REACTOR ANAEROBIO EMPACADO. Reactor 1 2 3 4 5 MEZCLA PRIM ERA CARGA ORGANICA Volumen % C1 I 4 %CO2 en 1/d 1 .40 58 42 67 33 0 .06 67 33 70 30 74 26 1 .46 32 38 SEGUNDA CARGA ORGANICA %CO2 Volumen % CH4 en lid 2 .88 47 53 3 .36 66 34 1 .79 66 34 0 .75 74 26 0 .33 72 28 9 .11 58 42 TERCERA CARGA ORGANICA Volumen % CH4 %CO2 en 1/d 2 .98 55 45 6.96 57 43 1 .38 56 44 0 .66 41 59 0 .31 33 67 12 .29 60 40 Como se aprecia en dicha tabla, la composicion se desplaza hacia un mayor contenido de CH4, debido a que los microorganismos metanogénicos presentes en las ultimas etapas utilizan al CO2 como receptor de protones, transformandolo en metano . Otro dato interesante es que para la primera carga organica, la producciOn especifica de gases resulto de 0 .65 m3 gases rpoducidos/kg DQO consumido ; para la segunda carga la produccion de nejayote es de 1000 m3/d con una concentracion de 6 .5 kg . DQO/m 3 , is produccion especifica de gases resulto de 0 .65 m3 gases producidos/kg DQO consumido; para la segunda carga la produccion fue 0 .67 y para la tercera 0 .93 . Si se considera que la produccion de nejayote es de 1000 m 3/d con una • concentracion de 6 .5 kg DQO/m 3, la produccion de gases sera de 4225 m3/dia. Esta cantidad de gases combustibles puede ser un atractivo economico si se toma en cuenta que el 58 % es metano, o sea 2450 m 3 de gas a STP. 6.2.4 CONTACTOR BIOLOGICO ROTARIO. El sistema de contactor biolOgico rotario (CBR) o biodisco consiste en una serie de discos con diametro que varian entre 2 .5 y 3 .5 m, con un espaciamiento entre 2 y 5 cm. Todos estan montados sobre un eje que gira a velocidad constante . El eje con los discos va montado sobre un tanque de tal manera que aproximadamente 40% de la superficie de los discos se sumerge en las aguas de desecho que se desean tratar y que estan contenidas en el mencionado tanque (Diag . 6 .4). El tren de discos gira entre 1 y 2 rpm ; sobre la superficie de los discos se forma una pelicula biologica, la cual provoca la metabolizacion del material orgânico e inorganico contenido en las aguas de desecho . Al rotar el tren de discos se efectua la transferencia y transporte de oxigeno atmosférico hasta los organismos aerobios. Generalmente ya no se emplean los discos como medio de cresimiento de biomasa, sino empaques plasticos corrugados que ofrecen un area de contacto mayor que los discos . Al aumentar la concentracion de microorganismos por unidad de columna de material de empaque es posible reducir el volumen del tanque y también los tiempos de reaccion . • 97 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C.V. • Este sistema de tratamiento ofrece las siguientes ventajas (Norouzian, 1983): • • • • Se requiere cortos periodos de contacto debido a la gran area superficial expuesta. Son capaces de manejar un amplio intervalo de gastos . Desde 40 hasta 4000 Us. No necesita recirculacion. Los costos de operacion son bajos debido .a la sencillez de operaciOn. Una gran ventaja son los altos costos capitales, ocasionados principalmente por el precio del material plastico corrugado. El modelo matematico de Kornegay (1975) puede utilizarse para el diseno del CBR, ya que considera que tanto la biomasa en forma de pelicula como la que forma floculos intervienen en el proceso degradativo . Del diseno se puede obtener el area superficial requerida. Los discos del sistema estan elaborados con material acrilico trasparente de 4mm de espesor y un diametro de 30cm . Se encuentran ordenados en grupos de cinco, formando diez grupos, separados por mamparas . El volumen del tanque es de 49 litros y el area superfcial expuesta 8 .6 m2. Los discos estan montados sobre una flecha de acero inoxidable, la cual se apoya en los dos extremos y en la mitad del tanque por tres rodamientos que permiten el giro del tren de discos y la flecha con el minimo esfuerzo . El tren es impulsado por un motor de 1/4 HP acoplado a un reductor de velocidad de corona y sinfiin, con una relacion de reduccion de 1/30 . Mediante un tren de poleas es posible variar la velocidad de giro desde 7 hasta 60 rpm . De esta forma es factible regular la transferencia de oxigeno y garantizar las condiciones de aerobiosis. El nejayote se alimento de forma continua a través de una bomba de membrana. La experimentacion se dividio en tres etapas ; cada una de ellas correspondiendo a una carga organica diferente. CUADRO 6.3.-PARAMETROS UTILIZADOS DURANTE LA OPERACION DEL CONTACTOR BIOLOGICO ROTATORIO. • PeriOdo experimental S0, en kgDQO/m 3 2 3 4 .3 6 .5 6 .4 Q, en m 3 /d 0 .042 0 .041 0 .020 rpm 16 16 16 Tiempo de retencion hidrâulica, en dias 1 .17 1 .18 2 .50 Carga org~nica, en kgDQO/m 2 d 20 .5 31 .3 14 .8 Durante el proceso de arranque se utilize) nejayote diluido (4 000 mg DQO/1) hasta alcanzar la estabilidad . Como parametros de control, para identificar la estabilidad del sistema se utilizaron pH y DQO . 98 OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A . DE C. V. li,, El cuadro 6 .4 muestra los resultados globales . Al respecto, en todos los casos, el porcentaje de remocion para la DBO5 fue mayor que para la DQO, debido a que las hemicelulosas contenidas en el nejayote originaban altos valores de DQO y bajos valores de DBO5 al ser refractarias al ataque microbiano. CUADRO 6 .4 RESULTADOS GLOBALES DE LOS TRES PERIODOS EXPERIMENTALES EN EL CONTACTOR BIOLOGICO ROTATORIO. Pcriodo experimental IX1O,inicial, en kg/m3 Carga organic, em kgDQO/m2 d Tiempo de retencion hidr~ulica, en dias Coeficiente de rendimiento, en kgSST/kgDQO Porcentaje de remocion DQO 1 2 3 4 .26 6 .52 6 .40 1 .17 1 .18 2 .50 _ 20 .5 31 .3 14 .8 _ 0 .81 2 .08 1 .24 48 48 85 DBO5 80 86 96 La figura 6 .5 indica que el proceso degradativoes mâ intenso en los dos primeros compartimientos del reactor y mâs lento en los siguientes. • El valor de pH se mantiene en el intervalo de neutralidad, evitando la necesidad de ajustalo con âcidos o âlcalis. Durante la tercera carga orgânica se alcanzo una remosion de 58% como DQO y 96% como DB05 para un tiempo de retencion hidrâulica de 2 .5 dias ; donde se deduce que es necesario aumentar el tiempo de retencion hidrâulica para lograr una mejor eficiencia en el sistema. La produccion especifica de biomasa no presenta un comportamiento definido ; tiene relacion con el tiempo, de retenciOn hidrâulica y a la vez con la carga orgânica . Lamentablemente, la informaciOn no permitio llegar a conclusiones mâs categoricas. 6.3 PROCESOS DE COAGULACION-FLOCULACION. Con base en las propiedades de las sustancias que contienen las aguas de desecho, se puede clasificar dichas sustancias en vivientes o no vivientes, sintéticas o naturales, coloreadas o incoloras, toxicas o no toxicas, orgânicas o inorgânicas, biodegradables o no biodegradables, etc . En el caso de los procesos de coagulacion interesa sabe si las sustancias contenidad en el agua son disueltas, coloidales o suspendidas . Esta division se hace generalmente de acuerdo con el tamano de las particulas, el cual varia desde algunos Angstroms, para sustancias solubles, hasta algunos cientos de micrones para sustancias suspendidas. El proceso de coagulacion debe considerarse como dos procesos que se llevan a cabo en forma simultânea . Primero hay que permitir que las particulas por separar lleguen a ponerse en 99 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. contacto al cambiar su carga eléctrica y después transportarse o ponerse en contacto unas con otras a fin de formar particulas mâs grandes. El grado de aglomeraciOn de las particulas depende generalmente de factores quiniicos . La rapidez de aglomeracion tiene relacion con la frecuencia de contacto entre Ias particulas y otras ; por ejemplo, no hay necesidad de agitar una suspension coloidal estable, pues la aglomeraciOn no se presentari. La desestabilizaciOn y el transporte de las particulas pueden Ilevarse a cabo de diferentes formas; Ia mâs comiun para la desestabilizaciOn es mediante la adicion de sustancias quimicas, y para el transporte is agitacion mecânica. Las teorias acerca de la desestabilizaciOn de las particulas coloidales se basan en la quimica de coloides y superficies, en tanto que las del transporte de las particulas se apoyan en la mecânica de fluidos y de particulas . Para el diseno global de procesos de coagulacion, los dos procesos mencionados deben considerarse como pasos separados. La mayor pane de las particulas coloidales tienen carga, la cual provoca fuerzas de repulsion entre particulas similares: esta es la causa principal de la estabilidad de los coloides. Para provocar la desestabilizaciOn de dichas dispersiones, un coagulante debe neutralizar o evitar los efectos de la repulsion de Ias perticulas . El conocimiento de que la estabilidad de Ios coloides depende de la carga de las particulas condujo al use de coagulantes con carga opuesta a la de las particulas. Conociendo las interrelaciones entre la cantidad optima de coagulante, pH y concentracion de coloides y las dos formas de desestabilizaciOn que producen las sales de Al y Fe, es factible operar un proceso de coagulaciOn en forma eficiente . Se pueden describir cuatro tipos principales de suspensiones: 1. Alta concentracion de coloides, baja alcalinidad . Este es el sistema mâs sencillo: unicamente se requiere determinar la dosificacion optima de coagulante . La desestabilizaciOn se Ileva a cabo por adsorcion de polimeros de hidroxometal con carga positiva, los cuales son producidos en pH âcido. 2. Alta concentracion de coloides, alta alcalinidad . En este caso, la desestabilizaciOn de la carga en valores de pH âcido y neutral . Es factible utilizar altas dosis de coagulante debido a que la alta alcalinidad mantiene el pH en regiones neutrales, en las cuales los hidroxometales no tienen altas cargas ; en este caso es mâs dificil la neutralizacion. 3. Baja concentracion de coloides, alta alcalinidad . La coagulacion se logra fâcilmente con altas dosis de coagulante, originando aprisionamiento de las particulas . Se puede utilizar en este caso una ayuda coagulante para incrementar la interacciOn entre las particulas. 100 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 4 . Baja concentracion de coloides, baja alcalinidad . En este tipo de sistemas, la coagulacion es dificil. Las sales de Al(III) y Fe(III) no afectan al sistema coloidal si son utilizadas como unico coagulante . Al agregar el coagulante, el pH baja mucho evitando la formacion de floculos, por lo que para mejorar la coagulacion conviene aumentar la concentracion de coagulante o la alcalinidad. Como agentes desestabilizadores se utilizaron sulfato de aluminio, cloruro férrico y un polimero polielectrolito anionico como ayuda coagulante. El polimero es una poliacrilamida con pesos moleculares aproximados de 1 .4 x 106 g/mol. Este producto tiene el nombre comercial de SEPARAN. La forma para Ilevar a cabo la experimentacion se conoce como prueba de jarras . El aparato consiste en un sistema de agitacion de velocidad controlada entre 10 y 100 rpm ; consta de un fondo luminoso para observar mejor la formacion de los floculos. Para la desestabilizacion con sulfato de aluminio y cloruro férrico, iunicamente se tienen dos variables: el pH y la cantidad del reactivo . Ambos pardmetros varian en intervalos conocidos y de forma sistemâtica a fin de abarcar toda la superficie de respuesta. La coagulacion se Ilevo a cabo para valores de pH de 12, 10, 8, 6, 4 y 2, los cuales se ajustaron con âcido sulfiirico 10 N. • Tanto el sulfato de aluminio como el cloruro férrico se dosificaron como solucion acuosa para alcanzar valores en la prueba de jarras de 5, 10, 20, 40, 80 y 100 mg de AI(III)/1 y mg de Fe(III)/1, respectivamente. Cuando la desestabilizacion de coloides se realiza utilizando un polimero como ayuda coagulante se introduce otra variable controlable, que es la concentracion de polimero . En este caso se tienen ya tres variables. Con objeto de disminuir el niumero de corridas en la prueba de jarras se utilize, el método de diseno de experimentos sefialados por Himmelblau (1969), que consiste en asignarles tres valores (uno bajo, uno central y uno alto) a cada variable . Segun el cuadro 6 .5, el valor -1 corresponde al valor bajo, el 0 al medio o central y 1 al alto ; de esta forma es posible conocer el intervalo de trabajo mâs apropiado, efectuando una corrida con once vasos de precipitados. El mismo procedimiento se siguio utilizando en los efluentes de los sistemas de lodos activados y filtro anaerobio . • 101 OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A . DE C. V. • CUADRO 6.5.- MATRIZ RESULTANTE DEL DISE1vO DEL EXPERIMENTO PARA PRUEBAS DE COAGULACION CON AVUDA COAGULANTE. Numero de vaso I 2 3 4 5 6 7 8 9 6.3.1 Dosis de ayuda coagulante -1 I -1 I -1 I -I 1 0 Dosis de coagulante -1 -f -1 -1 1 1 1 1 0 pH -I -1 1 1 -1 -1 1 1 0 COAGULACION CON Al (III) El primer coagulante utilizado flue sulfato de aluminio . Se llevo a cabo la prueba de jarras variando la concentracion de aluminio (como Al2(SO4)3) en 1 .5, 2.5, 5, 10, 20 y 40 mg/l . Se observo que no bubo formacion de floculos en ninguno de los seis vasos de precipitados. • Al no existir formacion ni precipitacion de floculos de hidroxido de aluminio se hizo una corrida mâs, aumentando la cantidad de aluminio y de alcalinidad con una solucion de hidroxido de sodio 10N ; los resultados se resumen en el cuadro 6 .6. CUADRO 6.6.- RESULTADOS DE LA COAGULACION DEL NEJAYOTE CON AI(III) Y CON ADICION DE NaOH. Jarra No . 1 2 3 4 5 6 nlH, en mg/1 5 10 20 40 80 100 NaOI 1, en ml _ 2 4 6 8 10 12 pH iniciai 11 .5 11 .5 11 .5 11 .5 11 .5 11 .5 pH final 12 .0 11 .9 11 .5 9 .7 5 .4 5 .0 Formacibn de fl~culos no no no no no no 6.3.2 COAGULACION CON Fe(III) Las pruebas de coagulacion con cloruro férrico se realizaron en igual forma que con sulfato de aluminio . La primera de ias pruebas y sus resultados se incluyen en el cuadro 6 .7. • 102 O P R O DEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • CUADRO 6 .7.- RESULTADOS DE LA PRUEBA DE JARRAS PARA NEJAYOTE CON CLORURO FERRICO. Jarra No 2 3 4 5 6 Fc , en mg/1 5 10 15 20 25 30 pH inicial 10 .5 10 .5 10 .5 10 .5 10 .5 10 .5 pH final 8 .5 7 .5 6 .0 5 .5 4 .5 3 .9 Formacion de floculos no no no no no no Como no hubo formaciOnde floculos, las pruebas se realizaron adicionando NaOH de la misma forma que para el sulfato de aluminio. En todos los casos se pudo observar la ausencia de floculos. 6.3.3 COAGULACION CON AYUDA COAGULANTE. La ayuda coagulante se dosifico de acuerdo con el cuadro 6 .5 . Considerando tres variables, la matriz utilizada para la prueba de jarras con ayuda coagulante se muestra en la tabla A-15. La poliacrilamida SEPARAN de DOW CORNING se disolvio en agua para emplearse en forma liquida. El peso molecular del polimero es 1 .5 x 10 6 g/mol, La solucion de SEPARAN the preparada al 0 .5 por ciento en peso . Esto significa que un mililitro de la solucion contiene 5 mg de polimero . La solucion de coagulante, en este caso sulfato de aluminio, se preparo para dar 1 mg Al +++/ml. En la tabla A-15 se resumen los resultados y las condiciones bajo las cuales se llevo a cabo la experimentacion, utilizando una ayuda coagulante para el nejayote puro . Se observo que la mejor remocion de DQO fue en la jarra 5 . Conociendo las condiciones bajo las cuales se obtiene la aids alta remociOn se diseno una nueva corrida, cuyas condiciones y resultados se encuentran en la tabla A-16 . Esta segunda corrida se realizo con valores cercanos a los de la jarra 5 de la primera corrida. De la segunda corrida, las condiciones optimas de remocion de DQO correspondieron a las jarras 4 y 6. A pesar de obtener una remocion maxima de 23%, el valor no se considero aceptable para el tratamiento del najayote . • 103 1 OPRODEC ONSTRIJCCIONES S.A . DE C.V. 6.3.4 COAGULACION DEL EFLUENTE DEL REACTOR ANAEROBIO EMPACADO. Se Ilevaron a cabo pruebas exploratorias para saber se el sulfato de aluminio o el cloruro férrico eran capaces de desestabilizar las particulas contenidas en el agua tratada . El resultado fue negativo, lo cual condujo a pruebas de jarras con ayuda coagulante. La primera corrida fue para localizar un intervalo de operacion optimo y la segunda para encontrar las condiciones optimas. Las condiciones y resultados de la primera corrida se incluyen en la tabla A-17 . Los resultados de la primera corrida mostraron que la floculacion, que se realizo en todos los casos, tuvo mejores resultados en la jarra numero 5 . Esto es satisfactorio, ya que la cantidad de ayuda coagulante es baja y el valor de pH se encuentra dentro del intervalo de la neutralidad. Con objeto de optimar las condiciones se hizo una segunda corrida ; las condiciones y resultados respectivos pueden verse en la tabla A-18. La coagulacion de las particulas contenidas en efluente del reactor anaerobio empacando tuvo éxito parcial, ya que permitio eficiencias en la remocion de DQO de 40% como mâximo. • La combinaciOn del reactor anaerobio empacado y los procesos de coagulacion con ayuda coagulante permiten eficiencias hasta de 95% en el tratamiento del nejayote, lo cual se considera exelente. 6 .3.5 COAGULACION DEL EFLUENTE DEL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS. Las pruebas de coagulacion utilizando el efluente del sistema de lodos activados corresponden a la tabla A-19, donde se observa que las condiciones optimas de remocion fueron las utilizadas en la jarra 5, con una remocion de 79%, y en las jarras 9, 10 y 11 con remocion promedio de 73%. Como el precio de la ayuda coagulante es un factor que controls el proceso, se consideraron optimas las condiciones establecidas para la jarra 5; ayuda coagulante, 5mg/l; coagulante, 20 mg M +++ /1 ; pH=7. Estimando como tratamiento secundario el sistema de lodos activados y, posteriormente, el de coagulacion como terciario, se obtuvo una remocion global de DQO de 97%, lo que se supone excelente. 104 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. Etopos de discos DIAG . 6 .4 CONTACTOR BIOLOGICO ROTATORIO (BENEFIELD, 1980) 106 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 6.4 CONCLUCIONES. 1. La temperatura del nejayote al abandonar el proceso del nixtamal es alta, por lo cual es necesario enfriarlo antes de tratarse en un sistema biologico o en uno de coagulacionfloculacion. 2. Hay que ajustar el valor de pH del nejayote antes de su tratamiento ; dependiendo del proceso que se siga, el valor de pH debe ser neutro o ligeramente alcalino (para sistemas biologicos aerobios o de coagulacion-floculacion) o moderadamente alcalino (para procesos biologicos anaerobios). 3. En el najayote, los valores de solidos en base seca, de DBO5 y de DQO, son aproximadamente veinte veces mayores que los valores tipicos de aguas de desecho domésticas (aguas negras). 4. Aproximadamente 75% de los contaminantes orgânicos contenidos en el nejayote se encuentran en forma soluble . Las particulas suspendidas pueden separase por sedimentacion con relativa sencillez. • 5. El sistema de lodos activados permite alcanzar eficiencias de 89% para descargas orgânicas bajas . Esto significa que los tiempos de reaccion pueden ocilar entre dos y cinco dias, dependiendo de la concentracion del nejayote. 6. La sedimentacion de lodos en el sistema de lodos activados, para cargas orgânicas medias y altas, fue casi nula, lo cual no permitio considerar este sistema como opcion en operaciones bajo otras cargas orgânicas que no sean bajas. 7. El sistema de contacto anaerobio no fue apto para el tratamiento del nejayote debido a su baja eficiencia. Esto se asocio con el hecho de que los microorganismos anaerobios, bajo condiciones impuestas, no forman floculos sedimentables. 8. El reactor anaerobio empacado, al alcanzar calores de remocion de DQO de 91% en un tiempo de reaccion de tres dias, se puede tomar como opcion para el tratamiento del nejayote. 9.- Es factible considerar la cantidad de gases combustibles producidos en el reactor anaerobio empacado como aportacion importante que compense los gastos de energéticos en la planta de tratamiento de aguas de desecho. 10 . La cantidad de biomasa producida en el reactor anaerobio empacado fue tan baja que es prâcticamente despreciable, to que significa la operacion del sistema al no existir necesidad de equipar la planta para disponer de la biomasa . • 105 • m g/I 6000 4000 2000 Tercer ,perl'oda_ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Corn partirniento DIAG . 6.5 Comportamiento de la DQO con respecto a la posici6n an el contactor biol6gico rotatorio . OPRODEC ONSTRUCCJONES S.A. DE C.V. • 11. Aunque el contactor biologico rotatorio alcanzo eficiencias ligeramente menores a las logradas en el sistema de lodos activados y en el reactor anaerobio empacado, puede considerarse como alternativa por ser un sistema mâs seguro y fâcil de operar el de lodos activados. 12. Los dos sistemas biologicos de mâs alta eficiencia fueron el de lodos activados y el reactor anaerobio empacado. 13. La desestabilizacion de las particulas contenidas en el nejayote con Al(III) y con Fe(111) no fue posible para lograr su coagulacion. En el apendice B se presenta el diseno bâsico de una planta piloto que permitio desarrollar criterios de escalamiento para la construccion de una planta a nivel industrial. DIAGRAMA 6 .6.- TRATAMIENTO DEL NEJAYOTE A NIVEL PLANTA PILOTO. Nejayote (75°C) Enfriamiento (35°C) Sedimentacion primaria Ajuste de pH Ajuste de pH Sistema de lodos Reactor Anaerobio Activados empacado Coagulacion Floculacion Aguas tratadas • 108 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. 6 .5 COSTOS DE TRATAMIENTO. Para estimar los costos de tratamiento para este giro industrial, se debe tomar en cuenta que son aguas residuales de 4 a 5 veces mâs concentradas que las aguas residuales domésticas, principalemente en DBO5 y DQO. Lo anterior obliga a construir sistemas de tratamiento mâs sofisticados o complejos de alta eficiencia para obtener remociones en DB05 superiores al 90%. Los procesos identiticados para el tratamiento de este tipo de aguas reciduales estan los siguientes : Lodos activados Digestor Anaerobio Convencional. Digestor Anaerobio empacado y de segunda generacion • y como cumpliento de los tratamientos secundarios se emplea el proceso fisico-quimico a base de coagulacion-floculacion. Con el objeto de estimar los centros por construccion, operacion y manteniniiento, se suspenderân 2 diferentes capacidades de molinos de grano. a) b) Para molinos pequenos con descarga de 0.3 1 / seg. Para harineras con descargas de 3 1 / seg. 6.5 .1 COSTOS POR LODOS ACTIVADOS. a) Q= 0.3 1 / seg. Planta paquete a base de lodos activados en su modalidad de aeracion extendida, consiste en pretratamiento, carcamo de bombeo, reactor biologico cuadrado de 2 .7 m de ancho y 3 .5 in de altura, con 24 horas de tiempo de retencion, un sedimentador secundario con 1 .3m de diametro y 3 m de profundidad con tratamiento y disposicion de lodos . 109 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • N$ Costo de la planta de tratamiento 250,000 .00 Planta paquete a base de lodos activados en su modalidad de aireaciOn extendida consistente en pretratamiento, carcamo de bombeo, reactor biologico de 6 x 3m y 4 .0m de profundidad, con tratamiento y disposicion de lodos. N$ Costo de la planta de tratamiento 6.5 .2 DIGESTOR ANAEROBIO CONVENCIONAL. a) Q= 0.3 1 / seg 750,000 .00 Para el proceso anaerobio Convencional proporcione eficientemente airededor del 90% . Es necesario temperaturas de 35°C y tiempos de retencion de 3 a 5 dias . Se requiere un tanque de 11 x 2 m y 5 m de profundidad con serpentina para calentamiento, para calentamiento, extraccion de biogas dispositivo para mamparas. Costa de la planta de tratamiento b) N$ 160,000 .00 Q= 3 .0 1 / seg Se requiere un tanque con dimensiones 21 x 10 m y 5 m de profundidad, con las caracteristicas anteriores. Costo de la planta de tratamiento N$ • 110 350,000 .00 OPRODEC gIIIU'h ONSTRUCCIONES S .A . DE C. V. 0 • 6.5.3 DIGESTORES ANAEROBIOS EMPACADOS DE SEGUNDA GENERACION. a) Q= 0 .3 1 / seg. Este proceso a diferencia del anterior, presents la ventaja de requerir tiempo de retencion hidrâulico mucho menores, lo que se traduce en bajos costos de construccion . Para este gasto se requiere un tanque circular de 3 .Om de diametro y 3 .50m de altura y los accesorios de entrada y salida, asi como el pretratamiento y tratamiento y disposicion de lodos. Costo de la planta de tratamiento b) N$ 150,000 .00 Q=3 .0 I / seg Para este gasto se requiere un tanque rectangular de 7 x 3 m y 3 .5 m de profundidad con caracteristicas similares al anterior. • Costo de la planta de tratamiento N$ • 111 330,000 .00 • VII.- ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUA LES A CUERPOS RECEPTORES PRO VENIENTES DE LA IND USTRIA DE MOLINOS DE GRANOS OPRODEC OP' ONSTRUCCIONES S .A. DE C.Y. VII.- ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA MOLINOS DE GRANOS. ANTECEDENTES. Que las descargas de aguas residuales en las redes colectoras, rios, cuencas, cauces, vaso, aguas marinas y demâs depositos o corrientes de agua y los derrames de aguas residuales en los suelos o su infiltracion en los terrenos, provenientes de la industria de Molinos de granos, provocan efectos adversos en los ecosistemas, por lo que es necesario fijar los limites mâximos permisibles que deberan satisfacer dichas descargas. 1. OBJETO La norma oficial mexicana establece los limites mâximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de la industria de Molinos de granos . 2. CAMPO DE APLICACION La norma oficial mexicana es de observancia obligatoria para los responsables de las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de los procesos de la industria de Molinos de granos. 3. REFERENCIAS NMX-AA-3 Aguas Residuales-Muestreo 113 OPROD EC .A . DE C.V. ONSTRUCCIONES S NMX-AA-4 Determinacion de solidos sedimentables en aguas residuales-Método de cono imhoff. NMX-AA-8 Aguas-Determinacion de pH-Método potenciométrico NMX-AA-28 Determinacion de la demanda bioquimica de oxigeno-Método de incubacion por diluciones NMX-AA-34 Determinacion de solidos en agua-Método gravimétrico NMX-AA-42 Anâlisis de aguas-Determinacion del numero aids probable de coliformes totales y fecales- Método de tubos multiples de fermentacion 4. DEFINICIONES Para efectos de esta norma se asumen las definiciones que se mencionan en la Ley General del Equilibrio EcolOgico y la Proteccion al Ambiente, Ley de Aguas Nacionales y Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales, ademâs de las siguientes: 4.1 Muestra compuesta La que resulta de mezclar varias muestras simples. 4.2 Muestra simple La que se tome ininterrumpidamente durante el periodo necesario para completar un volumen proporcional al caudal, de manera que éste resulte representativo de la descarga de aguas residuales, medido en el sitio y en el momento del muestreo . 114 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • 4.3 Parâmetro Unidad de medicion, que at tener un valor determinado, sirve para mostrar de una manera simple las caracteristicas principales de un contaminante. 5. ESPECIFICACIONES 5.1 Las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de Molinos de granos deben cumplir con las especificaciones que se indican en la tabla 1. Tabla 1 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARAMETROS PROMEDIO DIARIO pH (unidades de pH) INSTANTANEO / 6-9 6-9 Demanda Biologica de oxigeno (mg/L) 200 240 Demanda quimica de oxigeno (mg/L) J 300 360 10 15 Solidos suspendidos 150 250 FOsforo total (mg/L) 5 7 10 15 Nitrogeno total / Grasas y Aceites 5.1 .1 Para fines de la presente norma se entenderâ por limite mâximo permisible promedio diario, los valores, rangos y concentraciones de los parâmetros que debe cumplir el responsable de la descarga, en funcion del anâlisis de una muestra compuesta de las aguas residuales provenientes de estas actividades . • 115 OPRODEC ONSTRUCCJO NES S.A . DE C.Y. • Para fines de la presente norma se entenderâ por limite mâximo permisible instantânneo, los valores, rangos y concentraciones de los parâmetros que debe cumplir el responsable de la 5 .1 .2 descarga, en funcion del analisis de muestras instantâneas de las aguas residuales provenientes de estas actividades. En el caso de que el agua de abastecimiento contenga alguno de los parâmetros que se encuentran regulados en esta norma, no sera imputable al responsable de la descarga, y éste 5 .1 .3 tendrâ el derecho a que la autoridad competente le fije, previa solicitud, condiciones particulares de descarga que tomen en consideracion lo anterior. limites mâximos permisibles de coliformes totales medidos como numero mâs probable por cada 100 ml, en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de 5 .2 Los Molinos de granos considerando o no las aguas de servicio son: coliformes totales como limite promedio diario y 20,000 coliformes totales como limite instantâneo cuando se permita el escurrimiento libre de las aguas residuales de servicios 5 .2 .1 10,000 • o su descarga a un cuerpo receptor, mezcladas con las aguas residuales del proceso industrial. Sin limite, en el caso de que las aguas residuales de servicios se descarguen separadamente y el proceso para su depuracion prevea entre otros, su infiltracion en terreno, de 5 .2 .2 manera que no se cause un efecto adverso en los cuerpos receptores. 5 .3 Condiciones particulares de descarga En el caso de que se identifiquen descargas que a pesar del cumplimiento de los limites mâximos permisibles establecidos en esta norma causen efectos negativos en el cuerpo receptor, la Secretaria de Agricultura y Recursos Hidrâulicos a través de la Comision Nacional del Agua, fijarâ condiciones particulares de descarga para senalar limites mâximos permisibles mâs estrictos de los parâmetros de la tabla 1 ; ademâs podra establecer limites mâximos permisibles si to considera necesario en los siguientes parametros : • Temperatura Conductividad 116 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • Alcalinidad Color Calcio Sulfatos Solidos sedimentables 6. MUESTREO 6.1 Los valores de los parâmetros en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de Molinos de granos, a cuerpos receptores se obtendrân del anâlisis de muestras compuestas que resulten de la mezcia de las muestras simples, tomadas éstas en volumenes proporcionales al caudal, medido en el sitio y en el momento del muestreo, de acuerdo con la tabu 2 . Tabla 2 HORAS POR DIA QUE NUMERO DE I INTERVALO ENTRE TOMA DE OPERA EL SISTEMA MUESTRAS MUESTRAS SIMPLES GENERADOR DE LA (HORAS) DESCARGA MINIMO HASTA 8 MAS DE 8 Y HASTA 12 MAS DE 12 Y HASTA 18 MAS DE 18 Y HASTA 24 4 4 1 2 2 3 6 6 MAXIMO 2 3 3 4 6.2 En el caso que durante el periodo de generacion de la descarga, ésta no se presente en forma continua, el responsable de dicha descarga deberâ presentar a consideracion de la autoridad competente, la informacion en la que se describa su regimen de operacion y el programa de muestreo para la medicion de los parâmetros contaminantes . • 117 OPRODEC ONSTRUCCJONES S.A. DE C.V. 6.3 El reporte de los valores de los parâmetros de las descargas de aguas residuales obtenidos mediante el anâlisis de las muestras compuestas a que se refiere el punto 6 .1, se integrarâ en los términos que establezca la autoridad competente. 7. METODOS DE PRUEBA Para determinar los valores de los parâmetros senalados en las tablas 1 y 2, se deberân aplicar los métodos de prueba que se establecen en las normas mexicanas referidas en el punto 3. VIGILANCIA 8. La Secretaria de Agricultura y Recursos Hidrâulicos por conducto de la Comision Nacional del Agua, y en coordinacion con la Secretaria de Marina cuando las descargas sean al mar, vigilarâ el cumplimiento de la presente norma oficial mexicana. • 118 OPRODEC ONS77ttlCaOIiNS &A. DE C.V. • VIII.- ANALISIS DE COSTO BENEFICIO DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES, PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A. DE C. V • VIII .- ANALISIS COSTO BENEFICIO DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES, PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. 8.1 Datos del Comité Consultivo Nacional de Normalizacibn: 8.1 .1 Denominacion: Comité Consultivo Nacional de Normalizacion para la Proteccion al Ambiente. 8.1.2 Dependencia que preside el Comité: Secretaria de Desarrollo Social. • 8.1 .3 Institucion promotora del anteproyecto de norma: ( ) Comité ( ) Organizacion privada (X) Dependencia ( ) Otro (describir) DenominaciOn de la institucion: Secretaria de Desarrollo Social / Instituto Nacional de Ecologia. 8.2 Descripcion del proyecto de Norma Oficial Mexicans : 119 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C. V • 8.2.1 Titulo: NORMA OFICIAL MEXICAiNA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A CUERPOS RECEPTORES, PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. 8.2.2 Finalidad del anteproyecto: El proyecto de norma se orienta a reglamentar aspectos en las siguientes areas: ( ) La seguridad de las personas o usuarios ( ) La salud humana ( ) Salud animal ( ) Salud de las plantas • (X) El ambiente en general ( ) El ambiente laboral (X) La preservacion de los recursos naturales ( ) Informacion al Consumidor ( ) Otros (describir) 8.2 .3 Objetivo especifico: Establecer los limites maximos permisibles de los contaminantes de las descargas de aguas residuales provenientes de la industria de Molinos de granos. 8.2 .4 Razon ciéntifica, técnica y/o de proteccion at consumidor que justifica la expedicion de la norma. La justificacion para la expedicion de esta norma, se fundamenta ; en el aspecto cientifico, en la • necesidad de establecer limites maximos permisibles de contaminantes en las descargas de 120 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . OE C.V. • aguas residuales provenientes de esta actividad industrial . Que permite el control de la calidad del agua en los cuerpos receptores. Para prevenir el deterioro ecologico en los cuerpos receptores se requiere controlar, entre otras, las descargas de aguas residuales que coniengan desechos orgânicos, inorgânicos y microbiologicos a dichos cuerpos, ya que cuando se rebasan los limites de su capacidad de autodepuracion, modifican las caracteristicas fisicas, quimicas y biologicas de éstos. De manera que sea posible cumplir con los criterios de calidad, establecidos de acuerdo a los avances cientificos existentes a la fecha. La justificacion desde el punto de vista técnico se establece, bajo la premisa de que existe, por una parte, la tecnologia que permite lograr las concentraciones requeridas en las descargas, y por otra parte, de que es posible, de acuerdo a los procedimientos de fabricacion utilizados, el eliminar por completo la generacion de efluentes liquidos al ambiente. • 8.2.5 Elementos esenciales de la norma, inctuyendo su campo de aplicacion. Listado de parâmetros cuyos valores permiten controlar la calidad de aguas residuales a cuerpos receptores de propiedad federal y su âmbito de aplicacion es nacional. 8.2 .6 Especificar de que manera contribuye la norma propuesta al logro del objetivo especifico, para corregir la situacion existente. La contribucion de esta norma para lograr el cumplimiento del objetivo seiialado, queda implicita en el establecimiento de los limites de contaminantes que podrân ser descargados por la industria, lo que representa ademâs del control de la contaminacion del recurso hidrâulico, la posibilidad de dar seguimiento a los distintos controles, tanto internos de cada empresa, como oficiales, cuantificando el posible efecto causado al ambiente y a la salud, siendo desde luego la principal contribucion, la preservacion de los recursos naturales, al no permitir la afectacion de • 121 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • los distintos ecosistemas al descargar contaminantes por arriba de los mâximos asimilables por ellos. 8.3 Beneficios. 8.3 .1 Beneficios cuantificables que deriven de la aplicacion de la Norma Oficial Mexicana, por anos y por sectores publico, privado o sociales. • 122 poll O PRODEC uih li ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V.. • 8.3.1.1 Beneficios Publicos - BENEFICIOS PUBLICOS AN 0 CANTIDAD/AIVO Al sustituir la NOM a las condiciones particulares de (CPD) descarga como En forma permanente N$ 49,560 .00 En forma permanente N$ 117,705 .00 En forma permanente N$ 2,310,720 .00 instrumento de control de la calidad del agua, se tiene un ahorro en estudios, trabajos de campo; especialistas y tiempo ahorro Existe en la inspeccion y vigilancia de la NOM ya que al ser general para cualquier industria de este giro, el inspector esta familiarizado con los • parametros de la NOM, y su criterio de aplicacion, lo que hace su trabajo sea mâs eficiente . Reuso de aguas tratadas en terrenos agricola que beneficien a campesinos e intercambien aguas de primer uso . 2,1- 0 ,9®s • 123 OPRODEC ONSTRUCCJONES S.A . DE C .Y. • 8.3.1 .2 Beneficios Privados BENEFICIOS PRIVADOS CANTIDAD Recuperacion de nejayote para alimento de N$ 92,429 .00 animales 8.3.1.3 Beneficios Totales . ANOS BENEFICIO PUBLICO N$ 2,477,985 .00 1 • BENEFICIOS TOTALES BENEFICIO BENEFICIO PRI VA DO TOTAL N$ 92,429 .00 .- Z. 510/ y / 1 N$2,570,414 .00 V.P.N.BENEFI CIOS (15%) N$2,570,414 .00 2 3 N$2,570,414 .00 4 N$2,570,414 .00 5 6 N$2,570,414 .00 N$1,690,088 .90 N$1,469,642 .50 N$2,570,414 .00 N$1,277,950 .00 7 N$2,570,414 .00 N$1,111,260 .90 8 N$2,570,414 .00 N$966,3 13 .83 9 N$2,570,414 .00 N$840,272 .90 10 N$2,570,414 .00 N$730,672 .08 11 N$2,570,414 .00 N$635,367 .03 12 N$2,570,414 .00 N$552,493 .07 13 14 N$2,570,414,00 N$480,428 .76 N$2,570,414 .00 N$417,764 .14 15 N$2,570,414 .00 N$363,273 .16 N$2,570,414 .00 SUMA = • 124 ti N$2,235,142 .60 N$1,943,602 .30 N$17,284,686 .00 OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A . DEC. V. 8.3.2 Beneficios no cuantificables que deriven de la aplicacion de la Norma Oficial Mexicana. IMPACTO DE LOS CONTAMINANTES AL MEDIO AMBIENTE En promedio, 730 kg . de maiz ocupan un volumen del m 3 , del cual 35 por ciento corresponde al volumen libre que se encuentra entre los granos . Esto significa que 730 Kg . de maiz ocupan un volumen efectivo de 650 I . por to que 3 ton . de maiz abarcan un volumen bruto de 4 .1 m3 y 2 .66 m 3 de volumen efectivo. Al mezclar 3 ton . de maiz con 4m3 de agua se obtiene un volumen real de 6 .66 m3 . Si el tanque de cocimiento tiene un volumen total de 7 .5 m3 , la diferencia de volumenes es de 0 .84 m3 , to que corresponde a una altura de 30 cm entre el limite superior del tanque y la superficie del liquido . Este valor de 30cm concuerda con el proporcionado por el personal de la planta procesadora de nixtamal. • La humedas relativa promedio del maiz antes de convertirse en nixtamal es de 12 .5 porciento, y ya como nixtamal de 43% . Considerando que 3 ton de maiz sin ser aim nixtamal contiene 12 .5% de agua, el peso del maiz en base seca es de 2.63 ton . Despreciando la cantidad de solidos perdida por el grano durante el cocimiento para dar como resultado maiz cocido con un peso total de 4 .54ton., to que significa un volumen de 4 .2 m3. Como resultado del balance de materia se tiene que el agua de cocimiento sobrante es 2 .48 m3 . Durante la operacion de lavado no hay absorcion de agua en el maiz ; la humedad relativa del grano se mantiene constante en 43% . Para el lavado se le agrega al maiz escurrido agua hasta llegar a la misma altura en el tanque durante el cocimiento . Esto significa que nuevamente el volumen de la mezcla es de 6 .66 m3 . Como el volumen del maiz no cambia y es de 4 .2 m3 , el volumen restante corresponde al agua de lavado, siendo de 2 .46 m3 Se puede concluir que para obtener nixtamal de 3 ton de maiz se requieren 6 .45 ton de agua, de las cuales 4.91 abandonan el proceso como agua de desecho o nejayote . Las 1 .55 ton restantes son absorbidas por el maiz . Para procesar I ton. de maiz se requieren 2 .15m3 de agua, los cuales producen 1 .64 m 3 de aguas de desecho o nejayote . si la produccion maxima • 125 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • significa el consumo de 600 ton . de maiz, el consumo de agua es de 1 290 m 3 / dia y la produccion de nejayote de 984 m 3 / dia. Los contaminantes emanados de Ias industria de molinos de grano impactan de distinta forma dada su naturaleza a los distintos parâmetros ' ambientales ; en el cuadro siguiente se presentan los principales contaminantes y los efectos que estos realizan en los factores biOticos y avioticos de los ecosistemas afectados . • 126 C O P R O D.A . E DE C.V. ONSTRUCCIONES S PRINCIPALES CONTAMINANTES GENERALES Y SU IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE. CONTAMINANTE Solidos en suspension S .S . Solidos disueltos S .D . IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE Reducen la penetracion de la Luz, reduciendo la fotosintesis en ecosistemas acuâticos. Incrementan la presion osmotica generando cambios fisiologicos en la biota incluyendo la muerte. PH Las especies acuâticas viven dentro de estrechos Iimites de PH si se presentan variaciones bruscas conducen a la muerte de los organismos. Fungicidas Estos son toxicos a los organismos y provocan acumulacion en niveles troficos superiores acarreando la muerte. Insecticidas Estos son toxicos a los organismos acuâticos y provocan acumulacion en niveles troficos superiores acarreando la muerte. Herbicidas Estos son toxicos a los organismos acuâticos y provocan acumulacion troficos superiores acarreando la muerte. Detergentes . Disminuye la tension superficial del agua e inhibe la fotosintesis Temperatura Materia Orgânica Acelera el metabolismo de las especies acuâticas Los azucares favorecen fenomenos fermentativos con (carbohidratos) produccion de âcidos y alcoholes toxicos para la microflora y microfauna acuâtica. Dioxido de azufre SO2 Los contaminantes constituidos de azufre como son los sulfhidrilo, disulfuros, metasulfitos, oxidos de azufre, todos son tOxicos para la biota acuâtica. Las aguas residuales de mayor importancia son las correspondientes al proceso de lavado de materia prima, de equipo y pisos, por lo que contienen basuras grandes y desechos como azucares, féculas y carbohidratos, derivados del producto bruto o cocinado. 127 ppnn,, lI~, ~•Iju~ q i, • 1I OPRODEC ONSTRUCCIONES S .A. DE C.V. II~~ 8.3 .3 Supuestos y bases utilizados para el câlculo de beneficios (cuantificables y no cuantificables) que se deriven de la aplicacion de la norma, por sectores beneficiados. Para fijar las CPD' a una empresa que descarga a un cuerpo receptor se emplea un periodo de 2 meses, ademas de costos por personal, equipo y. procesamiento de la informacion . Si se consideran dos especialistas con un sueldo de N$ 6,000 .00 por cada uno, viaticos de N$15,000 .00 y el costo por equipo y procesamiento de informacion se considera de N$ 13,000 .00 se obtiene un costo total por CPD de N$ 40,000 .00. De acuerdo con la informacion obtenida, se cuenta en el pais con 12,390 molinos de maiz y si consideramos que el 40% de éstos descargan a cuerpos receptores, ya que predominan los molinos que descargan al alcantarillado (60%). Por lo tanto se tendrian que realizar (12,390 x 0 .4), 4,956 estudios ; sin embargo, el equipo técnico y de trabajo podrian realizar hasta 4 estudios de CPD lo que el numero de estudios seria de 1,239 . Por lo tanto se tendria un ahorro de N$ 49,560 .00. • Si se parte del supuesto de que se deben inspecionar 4,956 empresas, con dos visitas al ano ; se tendria un total de inspecciones por ano 9,912 . Por el método tradicional de fijacion de CPD, un inspector cubriria 4 visitas por ano para este giro industrial ; al aplicarse la NOM el inspector cubriria hasta 8 visitas por ano, el costo del gobierno por visita de inspector se puede considerar de N$ 95 .00 ; por lo tanto el costo sera de : 9,912/4=4,478, con un costo de N$ 235,410.00 y con la aplicacion de la NOM, se tendria 9912/8 = 1239 un costo de N$ 117,705 .00, por lo que el ahorro neto sera de N$ 117,705 .00. Para el caso del intercambio de aguas tratadas que cumplan con la normatividad, lo que permite hacer un use de eilas en riego agricola, se puede estimar un ahorro, bajo el siguiente supuesto : La generacion de aguas residuales se calcula indirectamente por la produccion nacional que es de 2,407,000 .00 toneladas de masa por ano . Se considera que el 40% es susceptible de reuso en riego por las condiciones locales de la descarga y si se parte de la base, de acuerdo con las investigaciones realizadas, que una tonelada de procesamiento de maiz genera aproximadamente 1 .6 m3 , se tiene una produccion de (1 .6 m3 x 0.4 x 2,407,000 .00) = 1,540,480 m3 /ano. • 128 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . OE C.V. Este volumen es susceptible de intercambiarse por agua de primer uso, cuyo costo se estima en N$1 .50 por metro cubico, por lo que se tendria un ahorro de (1,540,480 m 3/ano x N$1 .50/m3 )= N$ 2,310,720 .00. Ahorro total en beneficio publico (A) A= 49,560 + 117,705 + 2,310,720 = 2,477,985 Supuestos de beneficios privados. Si se tiene una produccion de 1,540,480 m3 /an() de aguas residuales(nejayote) que descargan a cuerpos receptores y se considera el 20% de reutilizarse como alimento para cerdos o ganado bovino, se tiene un aprovechamiento de 1,540,480 x 0 .2 = 308,096 ton/m 3 de nejayote; si consideramos un precio de N$ 0 .30/m 3 , se tiene un ahorro de 308,096 x 0 .30 = N$ 92,429 .00. • 8.3.4 Enunciar personas o grupos que se benefician. Dada la dispersion de esta actividad en todo el territorio nacional y los efectos altamente nocivos para el medio ambiente en general, de algunos contaminantes contenidos en sus aguas residuales, se considera que la poblacion en general se vera beneficiada, destacando desde luego, las Areas marginadas que no tienen acceso a los servicios de agua potable y asistencia médica. 8 .4 Costos. 8.4 .1 Costos cuantificables que se derivan de la aplicacion de la Norma Oficial Mexicana, por ano, por sectores afectados . • 129 1! O P R O D E C ONSTRGCCIONES S.A . DEC.V. • 8.4.1 .1 Costos Pnblicos COSTOS PUBLICOS CONCEPTO vigilancia e Costo por inspecciOn de cumplimiento de la NOM. ANOS CANTIDAD En forma permanente N$117,705 .00 8.4.1 .2 Costos Privados COSTOS PUBLICOS CONCEPTO • ASOS Construccion e instalacion CANTIDAD N$1,952,000 .00 de sistemas de tratamiento de aquas residuales . Costo por operacion mantenimiento anual y N$234,240 .00 • 1 30 O P R O D. E C DE C.V. ONSTRUCCIONES S.A • 8 .4 .1 .3 Costos Totales COSTOS TOTALES ANOS COSTOS PUBLICOS COSTO TOTAL V.P.N. DE COSTOS (15%) 1 N$2,303,945 .00 N$2,303,945 .00 2 N$2,303,945 .00 N$2,003,430 .40 3 N$2,303,945 .00 N$1,742,113 .40 4 N$2,303,945 .00 N$1,514,881 ..20 5 N$2,303,945 .00 N$1,317,288 .00 6 N$2,303,945 .00 7 N$2,303,945 .00 N$1,145,467 .90 N$996,059 .00 8 N$2,303,945 .00 N$866,138 .26 9 N$2,303,945 .00 N$753,163 .71 10 N$2,303,945 .00 N$654,924 .96 11 N$2,303,945 .00 N$569,499 .97 12 N$2,303,945 .00 N$495,217 .36 13 N$2,303,945 .00 N$430,623 .79 14 N$2,303,945 .00 N$374,455 .47 15 N$2,303,945 .00 N$325,613 .45 N$1 17,705 .00 COSTOS PRIVADOS N$2,186,240 .00 SUMA = N$15,492,822 .00 8.4 .2 Costos no cuantificables en términos monetarios derivados de la aplicacion de la norma. Perdida de competitividad en los mercados internacionales por el bajo control sanitario en los productos del campo que se exportan. - Saneamiento de cuerpos receptores por no recibir descarga industriales de este giro lo que permitirâ un incremento de los usos del cuerpo receptor . • 131 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A. DE C. V. Disminuir enfermedades gastrointestinales por el riego de frutas y verduras con aguas negras sin tratamiento. 8.4.3 Supuestos y bases utilizados para el câlculo de costos (cuantificables y no cuantificables) que se deriven de la aplicacion de la norma, por sectores afectados: Supuestos de costos publicos (ver supuestos de beneficios publicos). Supuestos de costos privados si se tiene un universo de 12,390 molinos de maiz y se considera que solo el 40% descarga a cuerpos receptores, se tiene que 4,956 molinos deberân instalar sus sistemas de tratamiento de aguas residuales . Si se considera una generacion de aguas residuales de 1,540,480 m 3/ano (48 .8 I/seg) ; el costo por tratamiento se considera de 1 I/seg = N$40,000 .00 por lo que se tiene un costo de N$40,000 .00 X 48 .81/seg = N$ 1,952,000.00. • _ 8.4.4 Enunciar personas o grupos que asumirân la carga de los costos de la aplicacion de la norma. La mayor carga de los costos recae en las empresas del giro industrial que se esta normando. Adicionalmente, se considera que en la situacion actual, ademâs de la degradacion del ambiente, Ias autoridades incurren en costos muy elevados para abastecer de agua potable a la poblacion, en virtud de que las fuentes de abastecimiento, estân cada vez mâs contaminadas. En resumen se espera que los siguientes grupos cubran los costos que se presentan debido a la implementaciOn de la norma: - Industria (a través de inversiones en equipo de tratamiento y costos de operacion y mantenimiento). - Gobierno (a través de programas de incentivos y debido a los costos de operacion en el procedimiento de verificacion del cumplimiento de la norma). 132 OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C. V. • 8.5 Beneficios netos potenciales (beneficios menos costos). BENEFICIOS NETOS VALOR PRESENTE TOTALES N$17,284,686 .00 BENEFICIOS VALOR PRESENTE COSTOS TOTALES N$15,492,822 .00 VALOR PRESENTE DE BENEFICIOS N$1,791,864 .00 NETOS 8.6 Justificacion de la emision de una Norma Mexicana como la mejor alternativa. 8.6.1 Otras alternativas consideradas. — Descargas sin control normativo - Descarga con condiciones particulares. - Aplicacion de la Ley Federal de Derechos. 8.6.2 Justificacion de la norma propuesta como la alternativa mâs costo efectivo. — Descarga sin control normativo. Esta alternativa representa la descarga proveniente a los cuerpos receptores sin ninguna restriccion. De acuerdo a la informacion obtenida respecto a la calidad esperada a las descargas provenientes de Molinos de granos, rebasan substancialmente los valores establecidos como criterios para los diferentes usos del recurso hidrâulico, aun considerando los efectos de dilucion que pudieran darse, por lo que ademâs de limitar su aprovechamiento, se pondria en • riesgo el sustento de la vida de estos ecosistemas . 133 OPRODEC ONSTRUCC/ONES S.A . DE C.V. • - Descarga con condiciones particulares. En esta alternativa se Iogra el control de la calidad del efluente de acuerdo a lo requerido por las condiciones especificas del cuerpo receptor, las implicaciones del recurso y procedimiento de verificacion para poder realizar el establecimiento de condiciones particulares de descarga en recaer exclusivamente en el sector publico ha mostrado la existencia de rezagos significativos, de tal suerte que en 10 afios de aplicacion de esta estrategia se logro fijar unicamente las condiciones particulares de descarga al 20% de la planta industrial existente en el pals. - Aplicacion de la Ley Federal de Derechos. No obstante que esta ley se establecio con la finalidad de motivar la implementacion de tecnologia por pane de responsables de descarga, para el tratamiento de efluentes con la idea de realizar la proteccion de los cuerpos receptores, debido a que unicamente considera el gasto y los parâmetros : DQO y SST como elementos de control, no satisface actualmente las • exigencias requeridas, ya que deja sin considerar otros parâmetros que desde el punto de vista del saneamiento y la proteccion ambiental resultan elementos significativos. • 134 OPRODEC ONSTRUCCJONES S.A . DE C.V. • IX.- PROGRAMA DE CONSULTA OPRODEC ONSTRUCCIONES S.A . DE C.V. • IX .- FORMULACION DEL PROGRAMA DE CONSULTA. Con el fin de continuar con el desarrollo de normatividad ambiental el programa sectorial ambiental de México el cual considera dentro de sus objetivos fundamentales, la elaboracion y expedicion de normas oficiales mexicanas que establezcan los limites mâximos permisibles de contaminantes de dichas descargas a fin de asegurar una calidad de agua satisfactoria para el bienestar de la poblacion y equilibrio ecologico, es obligatorio realizar un programa de consulta popular en el cual a pesar de que en este anteproyecto se obtuvieron evaluaciones positivas del factor costo-beneficio es inprescindible, con base en las political democrâticas de gobierno de este pais, presentar a consideracion de los diferentes sectores de la poblacion los conceptos legales y técnicos que contiene este anteproyecto. Para esta accion se propone con fines de servir una estrategia adecuada, realizar la consulta en primer orden con los sectores involucrados, posteriormente con las câmaras y las instituciones cientiticas y técnicas y por ultimo con los diversos sectores de la poblacion. • El anteproyecto de norma oficial mexicana que establece los limites mâximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de la industria de molinos de granos contempla el objetivo de la metodologia aprobada en términos de referencia la exposicion y consulta a la asociacion de industriales del ramo, con el proposito de que conozcan desde su creacion, con el fin de asegurar su cumplimiento y su aplicablilidad. Para realizar la consulta popular la industria de molinos de granos se presenta el programa de consulta publica, este se contempla realizarlo en 60 dias, en este se realizaran 5 actividades de esta, 3 son presentaciones del anteproyecto, estas van dirigidas a funcionarios del Instituto Nacional de Ecologia y a los representantes del ramo, las otras dos actividades van encaminadas al anâlisis de opiniones y sugerencias y las que procedan incorporarse al cuerpo de anteproyecto de norma. • 135 • • PROGRAMA DE CONSULTA DEL ANTEPROYECTO DE NORMA DE LA INDUSTRIA DE MOLINOS DE GRANOS. SEMANAS DIRIGIDA A : ACTIVIDADES 11 2 1 .- Preesentacion del proyecto de norma Funcionarios Normatividad . mexicana de la industria de molinos de granos . de la Instituto Direccion Nacional General de de Ecologia- Secretaria de Desarrollo Social. II.- Preesentacion del proyecto de norma Representantes de la Asociacion de la industria de mexicana de la industria de molinos de granos . 111 .-Preesentacion del proyecto de molinos de granos. norma Industriales y sus representantes de la Asociacion. mexicana de la industria de molinos de granos . IV .- Sistematizacion de las opiniones y sugerencias recogidas. V .- Incorporacion de opiniones y sugerencias del sector al proyecto de norma mexicana . 3 4 1 2 3 a