sa.132 taller n7 solucion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

TALLER N°7:

ESTUDIO DE SUELO

DOCENTE: Steve Torres Ochoa “Ing.”

Lima, Perú

2015

Saneamiento Industrial

SA-132

Taller N°7

CONTENIDOPág.

I. RESUMEN Y COMENTARIO DEL TALLER PARA LOS CASOS A y B………………………… 3

A. TALLER N°2: CASO N A (MUESTREO Y ANÁLISIS DE SUELOS)….…………......................... 4

1. ¿Cuántos puntos de muestreo consideraría?......…..…………………………………................. 5

2. Calcular y obtener la CIC, el SAR y haciendo uso del Triángulo Textural, ¿Qué tipo de suelo

es el que se ha analizado?.................................................................................................................6

2.1. Procedimiento de cálculo: Capacidad de intercambio catiónico “CIC”…….…………… 7

2.2. Cálculo de la Relación de Adsorción de Sodio “RAS o SAR”…………………………....... 7

2.3. Determinación del tipo de Suelo, mediante el uso del Triángulo Textural………………. 10

3. Comparar los resultados con los ECAS-Suelo, discutir y anotar conclusiones………………. 12

3.1. Uso de los ECAS-Suelo, comparación con los resultados del Grupo N°1………………. 12




3.5. Discusión GRUPAL, de los resultados obtenidos………………………………………… 16

B. TALLER N°2: CASO B (MUESTREO Y ANÁLISIS DE RESIDUOS SÓLIDOS)……..…………... 19

1. Calcular el total de residuos sólidos generados en todos los días considerados, así como

también el total de cada tipo de residuos…………………………………………………………21

2. Calcular la generación per cápita de residuos sólidos considerados que en la vivienda de

Steve, si siempre hubieron X personas…………………………………………………….21

3. Completar los datos faltantes en el cuadro N°2 y calcular las densidades suelta y

compactada de los residuos sólidos……………………………………………………………….26

4. Calcular el poder calorífico de los Residuos Sólidos generados……………………………….. 28

5. Considerando que en el barrio de Steve, existen “Y” viviendas, un nivel de confianza de

95%, una desviación estándar de 0.20 y un error permisible de 5% ¿Cuál es el tamaño de

muestra que debe seleccionarse?.....................................................................................................

31

II. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………….. 34

2


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Taller N°7

I. RESUMEN Y COMENTARIO DEL TALLER PARA LOS CASOS “A” y

“B”:

El presente TALLER N°7, busca conocer y discutir acerca de los resultados de los

monitoreos de suelos para Uso Agrícola, Residencial/Parques,

Comercial/Industrial/Extractivos, mediante su respectivo método de ensayo.

En esta oportunidad nuestro análisis toma la línea de trabajo manifestada por el Docente:

Ing. Steve Torres Ochoa, y para esto utilizo la metodología y consideraciones

mencionadas por el DOCENTE DEL CURSO en las clases previas al presente trabajo

Taller.

Para la interpretación de los resultados se realiza el Método de la Guía para Muestreo de

Suelos en el marco del Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de

Calidad Ambiental (ECA) para suelo y además de la valiosa información disertada

por el Docente del Curso Ing. Steve Torres Ochoa, cuyas enseñanzas han sido

aprovechadas para la elaboración del presente taller.

En la parte de Bibliografía o también conocido como Literatura Citada: Se muestra el

contenido de la información que se encuentra directamente relacionado con aplicación

NORMATIVA y además de lo enseñado en las clases.

Finalmente, como menciono el enfoque es siguiendo la ruta de trabajo manifestado por el

Docente del curso.

A. Taller N°2 : CASO “A”3


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Taller N°7

Muestreo y análisis de suelos

Se ha realizado el muestreo y análisis de un suelo, los análisis de laboratorio

arrojaron los siguientes resultados:

Parámetro

Concentraciones

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

pH 7.7 8.15 5.82 4.96

CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91

CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95

MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93

P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72

K (ppm) 554 180 210 9.00

Arena (%) 22 75 92 15

Limo (%) 52 30 95 90

Arcilla (%) 26 70 19 5

CIC (suma de cationes) 15.20

Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05

Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36

K+1 0.52 0.19 0.20 0.10

Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15

N total 0.13 0.10 0.06 0.00

Plomo (ppm) 65 68 172 1000

Cadmio 1.2 1.4 11 23

Cromo 0.4 0.5 1.5 1.9

4


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Taller N°7

Con fines de remediación de las siguientes formas superficiales, extensiones y usos,

mostrados en la siguiente tabla:

Grupos Forma Extensión (m2) Usos

1 Cuadrado y rectangular 1,000Agrícola

2 Irregular 3,500

3 Regular 8,000 Residencial

4 Regular 100,000 Industrial

Se pide determinar lo siguiente:

1. ¿Cuántos puntos de muestreo consideraría?

Según la “guía para muestreo de suelos”, elaborado y publicado en el marco del

Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental (ECA)

para Suelo, se tiene el cálculo del número de puntos de muestreo en cada

categoría de uso y considerando que son con fines de remediación, se realizará

un muestreo de identificación y de detalle, sin embargo al no tener los

resultados del Muestreo de Identificación (MI), no podemos determinar el número

de puntos contaminados de los cuales se calcularía el número de puntos

adicionales para el Muestreo de Comprobación de la Remediación (MC), para

delimitar la contaminación encontrada en el área.

Así mismo, de acuerdo a la forma “regular” o “irregular”, se ubicará los puntos en

el área de intervención.

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Taller N°7

Grupos Forma Extensión (m2) Usos

Nro. de puntos de muestreo

(M. Identificación)

Nro. de puntos de muestreo (M.

Detalle)

1Cuadrado y rectangular

1,000Agrícola

4 *

2 Irregular 3,500 6 *

3 Regular 8,000Residencia

l9 *

4 Regular 100,000 Industrial 30 *

* Número en función al resultado del número de puntos contaminados del MI.

2. Calcular y obtener la CIC, el SAR y haciendo uso del Triángulo Textural,

¿Qué tipo de suelo es el que se ha analizado?

Cálculo del CIC:

ParámetroConcentraciones


pH 7.7 8.15 5.82 4.96CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72K (ppm) 554 180 210 9.00Arena (%) 22 75 92 15Limo (%) 52 30 95 90Arcilla (%) 26 70 19 5CIC (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36K+1 0.52 0.19 0.20 0.10Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15N total 0.13 0.10 0.06 0.00Plomo (ppm) 65 68 172 1000Cadmio 1.2 1.4 11 23Cromo 0.4 0.5 1.5 1.9

SAR 0.168703876 0.12147505 0.05330882 0.062240662.1.Procedimiento de cálculo: Capacidad de intercambio catiónico “CIC”

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Taller N°7

La capacidad de intercambio catiónico, se realizará de la siguiente manera:

Los cationes de mayor importancia con relación al intercambio catiónico son: el

calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), amonio (NH4+), sodio (Na) e hidrógeno

(H).

Es por esta razón que para cada uno de los grupos “G-1, G-2, G-3, G-4”, el cálculo

se realizará con la suma de los valores siguientes:

CIC = Valor (Ca+2) + Valor (Mg+2) + Valor (K+1) + Valor (Na+1)

Parámetro Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05

Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36

K+1 0.52 0.19 0.20 0.10

Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15

C.I.C. (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66

Conclusión:

Cuanto mayor sea la CIC, mayor será la capacidad del suelo de fijar metales.

En los grupos 2, 3 y 4, el CIC es menor que el grupo 1, por lo cual se deduce que

el tupo de suelo evaluado del grupo 2, 3 y 4 tienen una capacidad menor para fijar

metales.

2.2.Cálculo de la Relación de Adsorción de Sodio “RAS o SAR”:

La Relación de Absorción de Sodio (SAR), es un parámetro que refleja la posible

influencia del ion sodio sobre las propiedades del suelo, ya que tiene efectos

dispersantes sobre los coloides del suelo y afecta a la permeabilidad. Sus efectos

no dependen sólo de la concentración en sodio sino también del resto de cationes.

Se basa en una fórmula empírica que relaciona los contenidos de sodio, calcio y

magnesio y que expresa el porcentaje de sodio de cambio en el suelo en situación

de equilibrio (este índice denota la proporción relativa en que se encuentra el

7


SA-132

Taller N°7

sodio respecto al calcio y magnesio, cationes divalentes que compiten con el sodio

por los lugares de intercambio del suelo).

En la valoración del SAR, no se tiene en cuenta la interacción entre los

constituyentes del agua de riego, los constituyentes sólidos del suelo y los de la

solución del suelo, de forma que se ha amplificado con exceso la incidencia

negativa del sodio en el suelo, considerando que el valor del SAR en la solución

del suelo, en el perfil superior, es el mismo que el del agua que se usa para regar.

Esta consideración no es del todo cierta ya que por una parte, el agua de riego

disolverá o precipitará carbonatos alcalinotérreos cuando se adicionen al suelo, se

concentraran o se establecerán nuevos equilibrios en el sistema del suelo; y por

otra parte se producirán procesos de meteorización de los minerales del suelo.

Todo esto afectará el contenido en calcio en el agua intersticial y por tanto tendrá

un efecto diferente sobre los lugares de cambio respecto el sodio y el magnesio.

Por todo esto un ajuste en el cálculo de la SAR suele ser necesario para la

evaluación de la calidad de ciertas aguas, es la SAR ajustada:

Donde las concentraciones de Na y Mg, expresadas en meq/ l, se obtienen del

análisis del agua y la concentración de Cax, en meq/ l, se deduce de la tabla que

aparece a continuación. Para utilizar esta tabla es necesario conocer la

conductividad eléctrica (CE) del agua en dS/ m, y el cociente concentraciones de

bicarbonato y calcio, expresadas en meq/ l. Estos parámetros nos permitirán

estimar la concentración de calcio en la interface suelo-agua suponiendo que: 1)

se han conseguido las condiciones de equilibrio, 2) no hay precipitación de Mg y

3) la presión parcial de CO2, es de 0.0007 atmosferas.

8

S.A.R. = Na / ((Ca + Mg)/2) 1/2

SAR ajustada = Na/ ((Cax + Mg)/ 2)1/2


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Taller N°7

Conclusión:

El cálculo del SAR, se hace mediante la fórmula, cuyos resultados se observa en

la tabla precedente.

Cálculo del S.A.R:

9

SAR ajustada = Na/ ((Cax + Mg)/ 2)1/2


SA-132

Taller N°7

Es por esta razón que para cada uno de los grupos “G-1, G-2, G-3, G-4”, el cálculo

del SAR, se basa en una fórmula empírica, que relaciona los contenidos de

sodio, calcio y magnesio y que expresa el porcentaje de sodio de cambio en el

suelo en situación de equilibrio:

Parámetro Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05

Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36

K+1 0.52 0.19 0.20 0.10

Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15

R.A.S. o S.A.R. 0.168703876 0.368852356 0.175838328 0.136646255

2.3.Determinación del tipo de Suelo, mediante el uso del triángulo textural:

Determinación del tipo de suelo analizado de acuerdo al Triángulo Textural del

Suelo (Diagrama triangular de las clases texturales básicas del suelo según el

tamaño de las partículas, de acuerdo con el USDA).

10

S.A.R. = Na / ((Ca + Mg)/2) 1/2


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Taller N°7

Datos utilizados:

ParámetroConcentraciones


Arena (%) 22 75 92 15

Limo (%) 52 30 95 90

Arcilla (%) 26 70 19 5

Tipo de Suelo*FRANCO LIMOSO ND ND ND

* De acuerdo al Diagrama triangular de las clases texturales básicas del suelo según el tamaño de las partículas, de acuerdo con el USDA.

Conclusión:

11


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Taller N°7

En el caso del Grupo 1, según el triángulo textural se puede clasificar al tipo de

suelo como FRANCO LIMOSO.

En los casos del Grupo 2, 3, y 4, no se puede determinar porque el porcentaje

total de los tres componentes supera el 100%, por lo que se puede suponer que la

determinación del porcentaje fue erróneo.

3. Comparar los resultados con los ECAs-Suelo, discutir y anotar conclusiones

3.1.Uso de los ECAs-suelo, comparación con los resultados del Grupo N°1:

Suelo destinado para Uso AGRICOLA.

Parámetro

ConcentracionesECA

Suelo*Observac

iones

Grupo 1

Grupo 2

Grupo 3

Grupo 4

Suelo agríco

laGrupo 2

pH 7.7 8.15 5.82 4.96 -- --CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91 -- --CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95 -- --MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93 -- --P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72 -- --K (ppm) 554 180 210 9.00 -- --Arena (%) 22 75 92 15 -- --Limo (%) 52 30 95 90 -- --Arcilla (%) 26 70 19 5 -- --CIC (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66 -- --Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05 -- --Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36 -- --K+1 0.52 0.19 0.20 0.10 -- --Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15 -- --N total 0.13 0.10 0.06 0.00 -- --Plomo (ppm) 65 68 172 1000 70 No superaCadmio 1.2 1.4 11 23 1.4 No superaCromo 0.4 0.5 1.5 1.9 0.4 No supera* Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental para Suelo

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Taller N°7

Conclusiones: Para los valores del Grupo N°1

Como se puede observar en el cuadro del Grupo 1 de comparación con los ECA

suelo, con la categoría de uso (Suelo agrícola), el parámetros se encuentran

dentro de los niveles límite, para esos valores no existiría problemas de

contaminación para suelos.


Suelo destinado para Uso AGRICOLA.

Parámetro

ConcentracionesECA

Suelo*Observac

iones

Grupo 1

Grupo 2

Grupo 3

Grupo 4

Suelo agríco

laGrupo 2

pH 7.7 8.15 5.82 4.96 -- --CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91 -- --CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95 -- --MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93 -- --P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72 -- --K (ppm) 554 180 210 9.00 -- --Arena (%) 22 75 92 15 -- --Limo (%) 52 30 95 90 -- --Arcilla (%) 26 70 19 5 -- --CIC (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66 -- --Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05 -- --Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36 -- --K+1 0.52 0.19 0.20 0.10 -- --Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15 -- --N total 0.13 0.10 0.06 0.00 -- --Plomo (ppm) 65 68 172 1000 70 No superaCadmio 1.2 1.4 11 23 1.4 No superaCromo 0.4 0.5 1.5 1.9 0.4 Supera* Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental para Suelo


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Taller N°7

Como se puede observar en el cuadro del Grupo 2 de comparación con los ECA

suelo, con la categoría de uso (Suelo agrícola), el parámetro Cadmio está en el

nivel límite, y además el cromo ha sido superado, por lo cual se debería considerar

como “súpera” el ECA.


Suelo destinado para Uso RESIDENCIAL.

Parámetro

ConcentracionesECA

Suelo*Observac

iones

Grupo 1

Grupo 2

Grupo 3

Grupo 4

Suelo Residencial/Parques

Grupo 2

pH 7.7 8.15 5.82 4.96 -- --CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91 -- --CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95 -- --MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93 -- --P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72 -- --K (ppm) 554 180 210 9.00 -- --Arena (%) 22 75 92 15 -- --Limo (%) 52 30 95 90 -- --Arcilla (%) 26 70 19 5 -- --CIC (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66 -- --Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05 -- --Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36 -- --K+1 0.52 0.19 0.20 0.10 -- --Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15 -- --N total 0.13 0.10 0.06 0.00 -- --Plomo (ppm) 65 68 172 1000 140 Supera

Cadmio 1.2 1.4 11 23 10 Supera

Cromo 0.4 0.5 1.5 1.9 0.4 Supera

* Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental para Suelo


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Taller N°7

De igual forma se puede observar en el cuadro del Grupo 3 con los ECA suelo,

con la categoría de uso (Suelo Residencial/parques), los parámetros Plomo,

Cadmio y Cromo superan los valores establecidos en el ECA suelo. Deberán

tomarse medidas para su tratamiento.


Suelo destinado para Uso INDUSTRIAL.

Parámetro

ConcentracionesECA

Suelo*Observac

iones

Grupo 1

Grupo 2

Grupo 3

Grupo 4

Suelo/Comerci

al/Industri

al/Extracti

vos.

Grupo 2

pH 7.7 8.15 5.82 4.96 -- --CE (dS/m) 3.10 5.65 10.60 1.91 -- --CaCO3 (ppm) 3.33 4.61 15.98 26.95 -- --MO (%) 1.81 2.88 2.00 1.93 -- --P (ppm) 93.0 9.00 6.17 5.72 -- --K (ppm) 554 180 210 9.00 -- --Arena (%) 22 75 92 15 -- --Limo (%) 52 30 95 90 -- --Arcilla (%) 26 70 19 5 -- --CIC (suma de cationes) 15.20 5.36 5.93 2.66 -- --Ca+2 12.19 3.95 4.66 2.05 -- --Mg+2 2.04 0.66 0.78 0.36 -- --K+1 0.52 0.19 0.20 0.10 -- --Na+1 0.45 0.56 0.29 0.15 -- --N total 0.13 0.10 0.06 0.00 -- --Plomo (ppm) 65 68 172 1000 1200 No supera

Cadmio 1.2 1.4 11 23 22 SuperaCromo 0.4 0.5 1.5 1.9 1.4 Supera

* Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental para Suelo

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Taller N°7


En el cuadro de la comparación del Grupo 4 con los ECA suelo, con la

categoría de uso (Suelo Comercial/Industrial/Extractivos), los parámetros

Cadmio y Cromo superan los valores establecidos en el ECA suelo. Deberán

tomarse medidas para su tratamiento.

3.5.Discusión GRUPAL, de los resultados obtenidos:

Respecto a los parámetros superados del ECA Suelo, en las distintas

categorías de uso de suelo, se puede mencionar lo siguiente.

El cadmio, es un metal pesado que se ha asociado a varios graves problemas

de salud humana. La existencia en suelos agrícolas de niveles crecientes del

metal, genera gran preocupación ambiental debido a su movilidad y a la

facilidad con que es absorbido por las plantas. En el presente trabajo, se

hace una revisión sobre el origen del cadmio en el suelo y los factores de

suelo y planta que influyen en su absorción por los cultivos. Se revisan también

las principales estrategias para reducir su biodisponibilidad y movilidad del

cadmio en suelos contaminados.

La concentración de metales pesados (Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Zn etc.) en el

suelo es un factor limitante en el uso agrícola del mismo. El problema más

relevante, es la movilidad de los iones del metal y su disponibilidad para las

plantas. La concentración de metales pesados, tiene su origen en la

meteorización que experimenta el material parental bajo condiciones normales

de formación del suelo. Aunque, los metales pesados son constituyentes

naturales en todos los suelos, su concentración se puede incrementar debido a

fuentes antropogénicas.

Existen métodos diferentes, para determinar la concentración total de metales

pesados en el suelo, no obstante, esta variable no es muy útil cuando se trata

de comprender la dinámica del metal en el suelo y su disponibilidad, sin

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SA-132

Taller N°7

embargo, puede considerarse cuando se desee verificar el cumplimiento de las

normativas para el control de la contaminación de metales en el suelo. Si la

concentración total de metales en el suelo supera los valores característicos de

la zona, puede ser un indicador de contaminación bien sea por actividades

humanas o por acumulación debido a procesos bioquímicos naturales (Mc-

Bride, 1994). Por lo tanto, para evaluar el impacto de los metales pesados en el

suelo es necesario conocer el tipo y concentración del elemento en las distintas

fases de este sistema, debido a que cantidades importantes del elemento

podrían estar presentes en formas no disponibles para las plantas. Ritchie &

Sposito (1995), señalan la importancia de distinguir las especies químicas, de

acuerdo a la distribución de los componentes en el suelo, para cuantificar los

riesgos de contaminación. Adicionalmente, estos investigadores afirman que

las formas disponibles no están necesariamente asociadas con una especie

química en particular o un componente químico especial del suelo.

Al proceso empleado para identificar y cuantificar las diferentes especies, fases

o formas presentes en un material bien sea como compuesto químico o como

estado de oxidación específico, se le denomina especiación de elementos

(McBride, 1994). En el caso de la especiación definida desde el punto de vista

operacional, los procesos de fraccionamiento físico o químico de las muestras

son los que definen la fracción. El fraccionamiento químico de metales pesados

consiste en separar los metales mediante un solvente adecuado que los

solubilice. El uso de extractores químicos diferentes permite remover los

metales de las distintas fracciones fisicoquímicos de la muestra; según Tessier

et al. (1979), citado por Martínez (2005). Por lo general, las extracciones

consideran cinco o seis fracciones del suelo denominadas: solubles en agua,

intercambiables, unidas a los carbonatos, hidróxidos de hierro y manganeso,

orgánica y residual. La extracción del metal ligado a las distintas fracciones del

suelo, se puede realizar individualmente o en forma secuencial mediante el uso

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SA-132

Taller N°7

de reactivos extractantes, cuya agresividad se incremente progresivamente, a

fin de minimizar el solapamiento de fracciones (Martínez, 2005).

En muchos suelos, algunos elementos pueden ser parcialmente extraídos con

solventes como el agua o soluciones salinas, mientras que otros, pueden

resistir la extracción con soluciones químicas agresivas como ácidos

concentrados o agentes quelantes poderosos. Los componentes de la fase

sólida del suelo, el pH y el número y accesibilidad de los sitios de absorción,

son algunos de los factores que influyen en la especiación del metal en el

tiempo. Además, los resultados analíticos se ven afectados por modalidades

operativas, tales como la relación suelo/solución, tiempo de extracción, tipo de

suelo, temperatura, solución extractora y el tamaño de las partículas del suelo.

Entre los metales pesados de interés, desde el punto de vista ambiental, se

encuentra el cadmio (Cd), debido a su grado de toxicidad. Una de las fuentes

que determina la concentración de Cd en el suelo es la meteorización del

material parental, no obstante, valores altos pueden asociarse al impacto

antropogénico. En este último caso, las partículas de cadmio pueden entrar al

aire por fuentes como la minería, industrias que producen zinc y minerales de

fosfato, y viajar largas distancias antes de depositarse en el suelo. También, el

Cd puede llegar al suelo por medio de la fertilización fosforada y por derrames

o escapes de desechos peligrosos (baterías, lodos, minerías etc.). Bajo

condiciones oxidantes el Cd se libera en el suelo como Cd2+. La alta movilidad

del Cd2+ en el suelo se atribuye a la acidez del suelo. Para valores de pH

menores de 6 el Cd2+ se adsorbe débilmente en la materia orgánica, arcillas y

óxidos, mientras que para valores de pH mayores de 7 el Cd2+ puede

coprecipitar con CaCO3, o precipitar como CdCO3. También, el Cd se asocia

con el Zn en su geoquímica, y presenta afinidad por el azufre en minerales del

grupo sulfuro de las rocas.

A nivel mundial, la concentración de cadmio en el suelo es regulado tanto o

más que el plomo y el mercurio entre otros metales pesados. Dé Vries &

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SA-132

Taller N°7

Bakker (1998), realizaron un compendio de los límites establecidos por

diversos países para los niveles de cadmio en suelo, encontrándose valores

mínimo y máximo de 0,3 mg/kg y 2 mg/kg, respectivamente. García & Sosa

(1994); Martínez & Rivero (2005), señalan que suelos lacustres ubicados en la

cuenca el Lago de Valencia presentan concentraciones importantes de Cd

total. Entre las principales causas de este hecho, se plantea la prolongada

fertilización fosfatada, así como también el uso agrícola de lodos residuales,

trayendo como consecuencia un progresivo aumento en los niveles de cadmio

en suelos disponibles para la agricultura (Herrera, 2000). En vista de que

existen pruebas de que el ciclo de este metal se ha visto perturbado por

las actividades del hombre, es importante cuantificar la cantidad de cadmio

presente en las diferentes fracciones químicas del suelo, ya que de continuar

esta situación, se pueden generar problemas de contaminación de alimentos.

B. Taller N°2 : CASO “B”

Muestreo y análisis de Residuos Sólidos

Steve, es un entusiasta estudiante de la FIA UNI2015.2 inquieto y preocupado por

las condiciones ambientales de nuestro planeta. Entre los días jueves 19 al 26 de

Marzo del 2015, se le dio por tomar datos referidos a los residuos sólidos generados

en su vivienda, ubicada en uno de los distritos más populosos de Lima Metropolitana,

los que se presentan a continuación:

Cuadro Nº 1: Peso por día de 8 en total, y por tipo de residuo (Kg.)

Tipo de Residuo

Jueves 19

Viernes 20

Sábado 21

Domingo 22

Lunes 23

Martes 24

Miércoles 25

Jueves 26

Residuo Alimentos 1.50 0.95 1.40 0.05 0.75 0.00 2.20 0.50

Papel y Cartón 0.20 0.05 0.20 0.05 0.25 0.20 0.05 0.20

Latas 0.10 0.00 0.10 0.00 0.15 0.10 0.15 0.10

19


SA-132

Taller N°7

Plásticos y Cuero 0.15 0.10 0.10 0.10 0.20 0.10 0.10 0.15

Vidrio 0.15 0.00 0.00 0.00 0.15 0.00 0.00 0.00

NOTAEl procedimiento exige que los datos del PRIMER día se anulen ya que se considera de prueba para afinar mejor el método de lo que se va a realizar luego.

Cada día iba depositando los residuos sólidos en un recipiente cilíndrico de plástico y

de 0.25 m de diámetro con la finalidad de determinar las densidades tanto suelta

como compactada, obteniendo los siguientes datos:

Cuadro Nº 2: Determinación de volúmenes de residuos sólidos

Tipo de Residuo

Peso promedio

(Kg)

Altura útil compactad

a(cm)

Altura útil sin

compactar(cm)

Volumen sin

compactar(cm3)

Volumen compactad

o(cm3)

Residuo Alimentos ******* 12 19 ******* *******

Papel y Cartón ******* 19 22 ******* *******

Latas ******* 8 16 ******* *******

Plásticos y Cuero ******* 17 17 ******* *******

Vidrio ******* 12 19 ******* *******

Además, con la finalidad de calcular el poder calorífico, acudió a la información

contenida en la tabla elaborada por el Dr. Kunitoshi Sakurai, Asesor Regional en

Residuos Sólidos CEPIS/OPS en el proyecto METODO SENCILLO DEL ANALISIS

DE RESIDUOS SÓLIDOS, cuyos valores se muestran a continuación:

1. Papel y cartón 4000 cal/Kg

2. Trapos 4000 cal/Kg

3. Madera y follaje 4000 cal/Kg

4. Restos de alimentos 4000 cal/Kg

5. Plástico, caucho y cuero 9000 cal/Kg

6. Metales 0.21 cal/Kg

7. Vidrios 0.2 cal/Kg

20


SA-132

Taller N°7

8. Suelo y otros 0 cal/Kg

El empeñoso Steve, no se quedó tranquilo con eso sino que pensó en la posibilidad

de seleccionar una muestra representativa de pobladores de su barrio para que

hicieran el mismo ejercicio y obtener de esa manera datos importantes para todo

ellos.

Con la finalidad de comparar los resultados que obtuvo Steve, se le pide:

1. Calcular el total de residuos sólidos generados en todos los días

considerados, así como también el total de cada tipo de residuo:

2. Calcular la generación per cápita de residuos sólidos, considerados que en

la vivienda de Steve, si siempre hubieron X personas

Dado que se realizará el análisis de todos los grupos “G1, G2, G3, G4”, para el

desarrollo de la Tarea cada grupo deberá agregar, a los pesos bases anotadas

en el Cuadro N°1, los pesos adicionales siguientes en cada uno de los días:

Cuadro N°1

Grupo Peso adicional (Kg)

GN°1 0.15

GN°2 0.20

GN°3 0.55

GN°4 0.70

Para el desarrollo de la tarea cada grupo deberá utilizar el siguiente valor de

X:

Grupo X (Nro. Habitantes)

GN°1 4

21


SA-132

Taller N°7

GN°2 5

GN°3 6

GN°4 7

22

a. GRUPO N°1 (para X = 4 habitantes), además un peso adicional de 0.15 Kg en cada uno de los siguientes días.

Conclusión: Valores de Grupo N°1

El total de residuos de alimentos es 6.9 Kg, el total de residuos de papel y cartón es 2.05 Kg, el total de residuo de latas es 1.65

Kg, el total de residuos de plásticos y cuero es 1.9 Kg, el total de residuos de vidrio es 1.2 Kg. Finalmente el total de residuos

sólidos generados en todos los días considerados es 13.7 Kg. Y considerando que en la vivienda de Anaximandro hubo 4

habitantes la generación per cápita de residuos sólidos será de 0.07 Kg/habxdía.

Adición de 0.15 Kg.

Tipo de ResiduoJueves 19

Viernes 20

Sábado 21

Domingo 22

Lunes 23

Martes 24

Miércoles 25

Jueves 26 Día 2 Día 3 Día 4 Día 5 Día 6 Día 7 Día 8 Total

Promedio /día (Kg)

Residuo Alimentos 1.5 0.95 1.4 0.05 0.75 0 2.2 0.5 1.1 1.55 0.2 0.9 0.15 2.35 0.65 6.9 0.99

Papel y Cartón 0.2 0.05 0.2 0.05 0.25 0.2 0.05 0.2 0.2 0.35 0.2 0.4 0.35 0.2 0.35 2.05 0.29

Latas 0.1 0 0.1 0 0.15 0.1 0.15 0.1 0.15 0.25 0.15 0.3 0.25 0.3 0.25 1.65 0.24

Plásticos y Cuero 0.15 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.1 0.15 0.25 0.25 0.25 0.35 0.25 0.25 0.3 1.9 0.27

Vidrio 0.15 0 0 0 0.15 0 0 0 0.15 0.15 0.15 0.3 0.15 0.15 0.15 1.2 0.17


1.85 2.55 0.95 2.25 1.15 3.25 1.7 13.7 1.96

Hab. x días 4 4 4 4 4 4 4 4

PPC 0.07 0.09 0.03 0.08 0.04 0.12 0.06 0.07Kg/habxdía


SA-132

Taller N°7

b. GRUPO N°2 (para X = 5 habitantes), además un peso adicional de 0.20 Kg en cada uno de los siguientes días.


24



Viernes 20

Sábado 21

Domingo 22

Lunes 23

Martes 24

Miércoles 25


Promedio /día (Kg)


Papel y Cartón 0.2 0.05 0.2 0.05 0.25 0.2 0.05 0.2 0.25 0.4 0.25 0.45 0.4 0.25 0.4 2.4 0.34

Latas 0.1 0 0.1 0 0.15 0.1 0.15 0.1 0.2 0.3 0.2 0.35 0.3 0.35 0.3 2 0.29


Vidrio 0.15 0 0 0 0.15 0 0 0 0.2 0.2 0.2 0.35 0.2 0.2 0.2 1.55 0.22


2.1 2.8 1.2 2.5 1.4 3.5 1.95 15.45 2.21

Hab. x días 5 5 5 5 5 5 5 5

PPC 0.06 0.08 0.03 0.07 0.04 0.10 0.06 0.08Kg/habxdía


SA-132

Taller N°7

El total de residuos de alimentos es 7.25 Kg, el total de residuos de papel y cartón es 2.4 Kg, el total de residuo de latas es 2 Kg,

el total de residuos de plásticos y cuero es 2.25 Kg, el total de residuos de vidrio es 1.55 Kg. Finalmente el total de residuos



c. GRUPO N°3 (para X = 6 habitantes), además un peso adicional de 0.55 Kg en cada uno de los siguientes días.


25



Viernes 20

Sábado 21

Domingo 22

Lunes 23

Martes 24

Miércoles 25


Promedio /día (Kg)


Papel y Cartón 0.2 0.05 0.2 0.05 0.25 0.2 0.05 0.2 0.6 0.75 0.6 0.8 0.75 0.6 0.75 4.85 0.69

Latas 0.1 0 0.1 0 0.15 0.1 0.15 0.1 0.55 0.65 0.55 0.7 0.65 0.7 0.65 4.45 0.64


Vidrio 0.15 0 0 0 0.15 0 0 0 0.55 0.55 0.55 0.7 0.55 0.55 0.55 4 0.57


3.85 4.55 2.95 4.25 3.15 5.25 3.7 27.7 3.96

Hab. x días 6 6 6 6 6 6 6 6

PPC 0.09 0.11 0.07 0.10 0.08 0.13 0.09 0.14Kg/habxdía


SA-132

Taller N°7

El total de residuos de alimentos es 9.7 Kg, el total de residuos de papel y cartón es 4.85 Kg, el total de residuo de latas es 4.45

Kg, el total de residuos de plásticos y cuero es 4.7 Kg, el total de residuos de vidrio es 4 Kg. Finalmente el total de residuos



d. GRUPO N°4 (para X = 7 habitantes), además un peso adicional de 0.70 Kg en cada uno de los siguientes días.

26



Viernes 20

Sábado 21

Domingo 22

Lunes 23

Martes 24

Miércoles 25


Promedio /día (Kg)


Papel y Cartón 0.2 0.05 0.2 0.05 0.25 0.2 0.05 0.2 0.75 0.9 0.75 0.95 0.9 0.75 0.9 5.9 0.84

Latas 0.1 0 0.1 0 0.15 0.1 0.15 0.1 0.7 0.8 0.7 0.85 0.8 0.85 0.8 5.5 0.79


Vidrio 0.15 0 0 0 0.15 0 0 0 0.7 0.7 0.7 0.85 0.7 0.7 0.7 5.05 0.72


4.6 5.3 3.7 5 3.9 6 4.45 32.95 4.71

Hab. x días 7 7 7 7 7 7 7 7

PPC 0.09 0.11 0.08 0.10 0.08 0.12 0.09 0.17Kg/habxdía


El total de residuos de alimentos es 10.75 Kg, el total de residuos de papel y cartón

es 5.9 Kg, el total de residuo de latas es 5.5 Kg, el total de residuos de plásticos y

cuero es 5.75 Kg, el total de residuos de vidrio es 5.05 Kg. Finalmente el total de

residuos sólidos generados en todos los días considerados es 32.95 Kg. Y

considerando que en la vivienda de Anaximandro hubo 4 habitantes la generación

per cápita de residuos sólidos será de 0.17 Kg/habxdía.

3. Completar los datos faltantes en el Cuadro N°2 y calcular las densidades

suelta y compactada de los residuos sólidos.

Para el desarrollo de este punto de la tarea cada grupo deberá agregar, a las

alturas bases anotadas en el cuadro N°2, las alturas adicionales siguientes:

Cuadro N°2

GrupoAltura útil compactada

adicional (cm)

Altura útil sin compactada

adicional (cm)

GN°1 2.7 4.2

GN°2 2.9 5.6

GN°3 3.3 6.1

GN°4 3.5 7.8

a. GRUPO N°1 (para Altura útil compactada adicional (cm) = 2.7, Altura útil

sin compactar adicional (cm) = 4.2).

Tipo de ResiduoPeso

promedio (Kg)*

Altura útil compactada


adicional (cm)

Altura útil sin

compactar


adicional (cm)

Volumen sin compactar

Volumen compactado

Densidad suelta

Densidad Compactada

(cm) 2.7 (cm) 4.2 (cm3) (cm3) Kg/cm3 Kg/cm3

Residuo Alimentos 0.99 12 14.7 19 23.2 11382.50 7212.19 8.7E-05 0.0001367

Papel y Cartón 0.29 19 21.7 22 26.2 12854.38 10646.56 2.3E-05 2.751E-05

Latas 0.24 8 10.7 16 20.2 9910.63 5249.69 2.4E-05 4.49E-05

Plásticos y Cuero 0.27 17 19.7 17 21.2 10401.25 9665.31 2.6E-05 2.808E-05

Vidrio 0.17 12 14.7 19 23.2 11382.50 7212.19 1.5E-05 2.377E-05


SA-132

Taller N°7

b. GRUPO N°2 (para Altura útil compactada adicional (cm) = 2.9, Altura útil


c. GRUPO N°3 (para Altura útil compactada adicional (cm) = 3.3, Altura útil


28

Tipo de ResiduoPeso

promedio (Kg)*



adicional (cm)

Altura útil sin

compactar


adicional (cm)


Volumen compactad

o

Densidad suelta

Densidad Compactada


Residuo Alimentos 1.04 12 14.9 19 24.6 12069.38 7310.318.6E-

050.000141

7

Papel y Cartón 0.34 19 21.9 22 27.6 13541.25 10744.692.5E-

053.191E-05

Latas 0.29 8 10.9 16 21.6 10597.50 5347.812.7E-

055.343E-05

Plásticos y Cuero 0.32 17 19.9 17 22.6 11088.13 9763.442.9E-

053.292E-05

Vidrio 0.22 12 14.9 19 24.6 12069.38 7310.311.8E-

053.029E-05

Tipo de ResiduoPeso

promedio (Kg)*



adicional (cm)

Altura útil sin

compactar


adicional (cm)


Volumen compactad

o

Densidad suelta

Densidad Compactada


Residuo Alimentos 1.39 12 15.3 19 25.1 12314.69 7506.56 0.00011 0.0001846

Papel y Cartón 0.69 19 22.3 22 28.1 13786.56 10940.94 5E-05 6.333E-05

Latas 0.64 8 11.3 16 22.1 10842.81 5544.06 5.9E-05 0.0001147


Vidrio 0.57 12 15.3 19 25.1 12314.69 7506.56 4.6E-05 7.612E-05


SA-132

Taller N°7

d. GRUPO N°4 (para Altura útil compactada adicional (cm) = 3.5, Altura útil


4. Calcular el poder calorífico de los residuos sólidos generados.

Cálculo de la fracción de cada residuo, para composición física:

Cálculo del poder calorífico:

29

Tipo de Residuo

Peso promedio

(Kg)*



adicional (cm)

Altura útil sin

compactar


adicional (cm)


Volumen compactado

Densidad suelta

Densidad Compactada


Residuo Alimentos 1.54 12 15.5 19 26.8 13148.75 7604.69 0.00012 0.0002019

Papel y Cartón 0.84 19 22.5 22 29.8 14620.63 11039.06 5.8E-05 7.635E-05

Latas 0.79 8 11.5 16 23.8 11676.88 5642.19 6.7E-05 0.0001393


Vidrio 0.72 12 15.5 19 26.8 13148.75 7604.69 5.5E-05 9.487E-05

% fracción = (Peso (o vol.) de la fracción separada)/Peso (o vol.) total de los r.s.

PC = n0 PC0 + n1 PC1 + n2 PC2 + n3 PC3 + n4 PC4 +…….. + nn PCn


SA-132

Taller N°7

Cálculo del Poder Calorífico: METODO SENCILLO DEL ANALISIS DE

RESIDUOS SÓLIDOS (Dr. Kunitoshi Sakurai):

1. Papel y cartón 4000 cal/Kg

2. Trapos 4000 cal/Kg

3. Madera y follaje 4000 cal/Kg

4. Restos de alimentos 4000 cal/Kg

5. Plástico, caucho y cuero 9000 cal/Kg

6. Metales 0.21 cal/Kg

7. Vidrios 0.2 cal/Kg

8. Suelo y otros 0 cal/Kg

Para el desarrollo de este punto de la tarea cada grupo, para poder calcular el poder

calorífico de los residuos generados, deberá hacer uso de los valores de la tabla del

Dr. Kunitoshi Sakurai “Método Sencillo de Análisis de Residuos Sólidos”:

a. GRUPO N°1 (para calcular el poder calorífico de los residuos generados).

b. GRUPO N°2 (para calcular el poder calorífico de los residuos generados).

30

Tipo de Residuo Promedio /día (Kg)

% Fracción de cada residuo

Referencia: Poder Calorífico* (kcal/kg)

Sub Total: Poder Calorífico (kcal/kg)

Residuo Alimentos 0.99 50.36 4000 201459.85

Papel y Cartón 0.29 14.96 4000 59854.01

Latas 0.24 12.04 0.21 2.53

Plásticos y Cuero 0.27 13.87 9000 124817.52

Vidrio 0.17 8.76 0.2 1.75

Total 1.96 100.00 Total PC: 386,135.67

* Poder Calorífico: METODO SENCILLO DEL ANALISIS DE RESIDUOS SÓLIDOS (Dr. Kunitoshi Sakurai):


SA-132

Taller N°7

c. GRUPO N°3 (para calcular el poder calorífico de los residuos generados).

d. GRUPO N°4 (para calcular el poder calorífico de los residuos generados).

31

Tipo de ResiduoPromedio /día

(Kg)% Fracción de cada residuo




Papel y Cartón 0.34 15.53 4000 62135.92

Latas 0.29 12.94 0.21 2.72


Vidrio 0.22 10.03 0.2 2.01

Total 2.21 100.00 Total PC: 380,910.87







Papel y Cartón 0.69 17.51 4000 70036.10

Latas 0.64 16.06 0.21 3.37


Vidrio 0.57 14.44 0.2 2.89

Total 3.96 100.00 Total PC: 362,822.15



SA-132

Taller N°7

5. Considerando que en el barrio de Steve, existen “Y” viviendas, un nivel de

confianza de 95%, una desviación estándar de 0.20 y un error permisible de

5% ¿Cuál es el tamaño de muestra que debe seleccionar?

Para el desarrollo de este punto de la tarea cada grupo “GN°1, GN°2, GN°3,

GN°4”, deberá hacer uso de los valores de la tabla:

Grupo Y (Nro. viviendas)

GN°1 200

GN°2 250

GN°3 300

GN°4 350

32






Papel y Cartón 0.84 17.91 4000 71623.67

Latas 0.79 16.69 0.21 3.51


Vidrio 0.72 15.33 0.2 3.07

Total 4.71 100.00 Total PC: 359,187.15



SA-132

Taller N°7

a. GRUPO N°1 (para calcular el tamaño de la muestra a seleccionar, para “Y =

200”).

b. GRUPO N°2 (para calcular el tamaño de la muestra a seleccionar, para “Y =

250”).

33

Datos :

N = 200

σ = 0.2

Z1- σ = nivel de confianza (95%) = 1.96

E = error permisible = 5% = 0.05

TAMAÑO DE LA MUESTRA G°1 47.1967 = 48

a) de muestra:

n = Z21-σ N σ2

(N-1)E2 + Z21- σ σ2

Datos :

N = 250

σ = 0.2




a) de muestra:

n = Z21-σ N σ2

(N-1)E2 + Z21- σ σ2


SA-132

Taller N°7

c. GRUPO N°3 (para calcular el tamaño de la muestra a seleccionar, para “Y =

300”).

d. GRUPO N°4 (para calcular el tamaño de la muestra a seleccionar, para “Y =

350”).

34

Datos :

N = 300

σ = 0.2




a) de muestra:

n = Z21-σ N σ2

(N-1)E2 + Z21- σ σ2

Datos :

N = 350

σ = 0.2




a) de muestra:

n = Z21-σ N σ2

(N-1)E2 + Z21- σ σ2


SA-132

Taller N°7

II. BIBLIOGRAFÍA:

D.S. N° 002-2013 MINAM – Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para

suelo.

D.S. N° 002-2014 MINAM – Aprueban disposiciones complementarias para la aplicación

de los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para suelo.

Guía para muestreo de Suelos en el marco del Decreto Supremo N° 002-2013-

MINAM, Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para suelo.

Artículo web: http://agrosal.ivia.es/evaluar.html

Artículo web, del centro internacional del suelo e información:

http://web.archive.org/web/20130814234523/http://isric.nl

Articulo web, Robert Lippert, Servicio de extensión de la Clemson University:

http://hubcap.clemson.edu/~blpprt/bobweb/BOBWEB23.HTM

Artículo web, Microsoil.com capacidad de intercambio catiónico:

http://www.microsoil.com/

Artículo web, David B. Mengel, departamento de Agronomía Purdue University:

https://extension.purdue.edu/extmedia/AY/AY-238.html

Artículo web: http://www.ehowenespanol.com/calcular-cec-meq-100-como_191983/

Artículo Web: http://mie.esab.upc.es/arr/T24E.htm

Artículo Web: http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Memoria/

Suelos/Suelos.asp

Material de clase disertado por el Docente del curso: Ing. Steve Torres Ochoa.

35

http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Memoria/Suelos/Suelos.asp

http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Memoria/Suelos/Suelos.asp

http://mie.esab.upc.es/arr/T24E.htm

http://www.ehowenespanol.com/calcular-cec-meq-100-como_191983/

https://extension.purdue.edu/extmedia/AY/AY-238.html

http://www.microsoil.com/

http://hubcap.clemson.edu/~blpprt/bobweb/BOBWEB23.HTM

http://web.archive.org/web/20130814234523/http://isric.nl

http://agrosal.ivia.es/evaluar.html

sa.132 taller n7 solucion

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