Tesis profesional presentada por Luis Enrique Rodríguez Aranda

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. René Reyes Mazzoco
Vocal y Director: Ing. María Luisa Sámano Celorio
Secretario: Dr. René Alejandro Lara Díaz

Cholula, Puebla, México a 1 de diciembre de 2004.

Resumen

El arsénico se encuentra en muchas formas alotrópicas y tiene propiedades a la vez metálicas y no metálicas. La presencia del agua contaminada con arsénico en Hidalgo adquiere mayor trascendencia en regiones con una importante actividad agrícola y ganadera, ya que el agua no sólo es utilizada para el abastecimiento de la población sino también para riego y bebida del ganado. La contaminación del agua por arsénico destaca por su relevancia ambiental y por los efectos de salud que puede provocar en el ser humano.

Ingerir niveles altos de este elemento orgánico puede causar la muerte. Niveles más bajos pueden causar náusea y vómitos, reducción de la producción de glóbulos rojos y blancos, ritmo cardíaco anormal, daño de los vasos sanguíneos y una sensación de hormigueo en las manos y los pies. Varios estudios han demostrado que el arsénico inorgánico puede aumentar el riesgo de cáncer de pulmón, piel, vejiga, hígado, riñón y próstata.

En Hidalgo se estima que alrededor de 100,000 habitantes de comunidades rurales ingieren agua con concentraciones superiores a 0.05 mg As/l (límite máximo permisible según la NOM-127-SSA1-1994), lo cual representa un grave problema de salud pública. La USEPA clasifica al arsénico como cancerígeno: la exposición a 0.05 mg/l puede causar 31.33 casos de cáncer de piel por cada 1,000 habitantes.

Mediante este proyecto se propuso un tratamiento para remoción de arsénico del agua de pozo de Zimapán, Hidalgo. El tratamiento considera además de la eficiencia técnica, la viabilidad económica y los costos de tratamiento de los residuos generados. Finalmente, los resultados obtenidos, demuestran que la retención en fierro y en óxido de fierro son tratamientos bastante costosos, y que únicamente valdría la pena considerar en caso de tener serios gastos en materia de salud pública por uso o consumo de agua contaminada con este elemento, o por justificación de la inversión en función de que Hidalgo está calificado como zona de sequías según CNA; sin embargo, cabe aclarar que la solución integral del problema, requiere de la optimización tecnológica del proceso, lo cual se verá reflejado en una importante disminución de costos de tratamiento.

Se estudiaron varios métodos para remover arsénico de los cuales se puede comentar lo siguiente: algunos que consisten en dejar el agua en frascos tapados a exposición a los rayos del sol o por adsorción mediante algunas plantas, pero todavía no existe suficiente evidencia al respecto; y algunos otros, ya probados, que resultaron demasiado costosos, como fue el procesos de absorción con akaganeita, que además de ser un material difícil de conseguir tiene un costo elevadísimo; así pues, se optó por probar tratamientos de adsorción en carbón activado de diferentes tipos, en fierro metálico y en óxido de fiero, ya que parecían una opción mucho más viable.

Teniendo esto en cuenta, se diseñó un sistema de adsorción para remover el arsénico del agua. Se realizó la evaluación técnica y económica a nivel domiciliario y a escala industrial. Las muestras fueron tomadas en el municipio de Zimapán Hidalgo, del pozo No1 que se conoce como el "muhi", actualmente este pozo se encuentra cerrado.

En todos los casos se observó una adsorción importante, sin embargo, aún cuando no se logró repetibilidad, se pudo observar que los adsorbentes utilizados funcionan en orden decreciente de efectividad, de la siguiente manera: fierro metálico, óxido de fierro, carbón de cáscara de coco y carbón vegetal. Todos ellos lograron una reducción suficiente para cumplir con la normatividad mexicana vigente.

La implantación de un proyecto de esta naturaleza, brindaría muchos beneficios en materia de salud ambiental y de disponibilidad de agua a los habitantes de la región; sin embargo, también resultó bastante costo, ya que el punto de equilibrio se obtiene un costo mínimo de $ 12.40 pesos por m3 tratado con fierro metálico y de $ 28.88 pesos por m3 tratado con óxido de fierro. Se debe recordar que el uso de fierro metálico, es más bien una consideración teórica, ya que tras el paso del agua, terminará oxidándose. A nivel doméstico los costos aumentan todavía más, hasta unos $130 pesos por m3 tratado, por lo que no sería rentable.

Rodríguez Aranda, L. E. 2004. Estudio de la remoción de arsénico en agua en el Estado de Hidalgo a escala industrial y en pequeña escala para algunas comunidades. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Diciembre. Derechos Reservados © 2004.