UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

MAESTRÍA EN GESTÓN AMBIENTAL

“TRABAJO DE TITULACIÓN ESPECIAL”

PARA LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGISTER EN GESTIÓN

AMBIENTAL

“DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN LOS

LIXIVIADOS DE UN SILO PARA PILAS”

AUTOR: JOSE MARDOQUEO CARDENAS TAPIA

TUTOR: ING.GONZALO VILLA MANOSALVAS

GUAYAQUIL – ECUADOR

AGOSTO- 2016

ii

Repositorio Nacional En Ciencias Y Tecnología

FICHA DE REGISTRO DE TRABAJO DE TITULACIÓN ESPECIAL

TÍTULO “ DETERMINACION DE METALES PESADOS EN LOS LIXIVIADOS DE UN SILO PARA PILAS ”

REVISORES:

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: INGENIERIA QUIMICA

CARRERA: GESTION AMBIENTAL

FECHA DE PUBLICACIÓN: Guayaquil, 12 de septiembre del 2016 N° DE PÁGS.: 60

ÁREA TEMÁTICA: MEDIO AMBIENTE

PALABRAS CLAVES: pilas, lixiviados, metales pesados,

RESUMEN: Simulación para determinar de manera cuantitativa la presencia de metales pesados en los lixiviados

durante el invierno del 2016, las pilas se encuentran sobre capas de arcilla; arcilla y zeolita; y arcilla combinada con

zeolita y bagazo de caña. Los silos tienen un área de un metro cuadrado y 80 cm de profundidad. Las pilas fueron

recolectadas en un sector de la ciudadela Guayacanes y previamente sometidas a la acción de la corrosión en una

cámara salina para acelerar el proceso de decapado de las envolturas de las pilas, para reproducir las condiciones de

intemperie a la que se encuentran sometidas.

N° DE REGISTRO(en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN:

Nº

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF X

SI NO

CONTACTO CON AUTOR: Teléfono: 042821587

0993199757

E-mail:

[email protected]

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN Nombre:

Teléfono:

iii

Certificación del Tutor

En mi calidad de tutor del estudiante JOSE MARDOQUEO CARDENAS TAPIA,

del Programa de Maestría GESTION AMBIENTAL, nombrado por el Decano de la

Facultad de INGENIERIA QUIMICA CERTIFICO: que el tema del trabajo de

titulación especial DETERMINACION DE METALES PESADOS EN LOS

LIXIVIADOS DE UN SILO PARA PILAS en opción al grado académico de

Magíster (Especialista) en GESTION AMBIENTAL, cumple con los requisitos

académicos, científicos y formales que establece el Reglamento aprobado para tal

efecto.

Atentamente

Ing. Gonzalo Villa Manosalvas Msc

TUTOR

Guayaquil, 12 de septiembre del 2016

iv

Dedicatoria

Se abren las puertas de este pequeño

laberinto, donde comienza un camino, una

hazaña, una meta que ha sido y será

siempre alcanzada por los impulsos

realizados por quienes desean obtener un

triunfo. Por las personas que a pesar de

todos los problemas y las caídas logran

superarse y salen adelante y siguen

luchando por lo que quieren. Y de esta

manera poder cosechar lo que un día se ha

sembrado

Por esta razón dedico este trabajo a mi

esposa e hijos por todo el esfuerzo que han

realizado para que logre el éxito deseado y

en especial a mis maestros, que ellos me

ayudaron en este reto que me enseña a

conocer y a valorar el sentido de la

responsabilidad, y honestidad siendo esta la

luz que indica el camino de la superación

v

Agradecimiento

Primero agradezco a Dios por todas las

bendiciones que me regala todos los días y

las fuerzas que me ha dado para poder

seguir adelante y las ganas de poder triunfar

en la vida. Po esas espinas que he tenido

que pasar en muchas ocasiones pero con su

ayuda he salido adelante

Luego agradezco a mi esposa e hijos por

apoyarme en mi carrera académica por

hacer todo lo posible para que pueda salir

adelante y poder ser una persona de bien;

por estar conmigo en las buenas y en las

malas, aunque con muchos obstáculos en el

camino, pero es un reto de la vida que con

esfuerzo y perseverancia se puede pasar y

salir adelante.

vi

Declaración Expresa

“La responsabilidad del contenido de este trabajo de titulación especial, me

corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”

___________________________

FIRMA

JOSE MARDOQUEO CARDENAS TAPIA

vii

Glosario

Pila primaria: Pila basada en un ciclo de vida, o sea en una reacción química

irreversible (no recargable)

Pila secundaria: Pila basada en una reacción química reversible o sea es recargable. Se

activan sus elementos pasando una corriente eléctrica en sentido contrario a la

descarga. Tiene múltiples

ciclos de vida.

Acumulador: Cualquier elemento productor de energía eléctrica basado en un sistema

de pila secundaria (acumulador-recargable).

Ánodo: Es el electrodo donde se produce la oxidación cuando la pila funciona como

fuente de energía.

Cátodo: Es el electrodo donde se produce la reducción cuando la pila funciona como

fuente de energía.

TIPOS DE PILAS Pilas tipo Leclanché, o de zinc/carbono (Zn/C), o "Pilas secas"

basadas en la oxidación del zinc en medio ligeramente ácido, están compuestas por zinc

metálico, cloruro de amonio y dióxido de manganeso. Son las llamadas pilas comunes.

Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo.

Pilas alcalinas o de zinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2): La diferencia con la pila

seca es el electrolito utilizado, en este caso, hidróxido de potasio, en vez de cloruro de

amonio, y el zinc está en polvo. Son las de larga duración. Casi todas vienen blindadas,

lo que dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no

tiene duración ilimitada.

viii

Pilas de níquel/cadmio (Ni/Cd): Están basadas en un sistema formado por hidróxido

de níquel, hidróxido de potasio y cadmio metálico. Poseen ciclos de vida múltiples,

presentando la desventaja de su relativamente baja tensión. Pueden ser recargadas hasta

1000 veces y alcanzan a durar decenas de años. No contienen mercurio, pero el cadmio

es un metal con características tóxicas.

Pilas botón: Son llamadas así, las pilas de tamaño reducido, de forma chata y redonda.

El mercado de artículos electrónicos requiere cada vez más de ellas. Son

imprescindibles para audífonos, marcapasos, relojes, calculadoras y aparatos médicos de

precisión. Su composición es variada.

Pilas de óxido mercúrico: Son las más tóxicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio.

Deben manipularse con precaución en los hogares, dado que su ingestión accidental, lo

que es factible por su forma y tamaño, puede resultar letal.

Pilas de zinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su

superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en funcionamiento su producción de

electricidad es continua. Contienen más del 1 % de mercurio, por lo que presentan

graves problemas residuales.

Baterías plomo/ácido: Normalmente utilizadas en automóviles, sus elementos

constitutivos son pilas individualmente formadas por un ánodo de plomo, un cátodo de

óxido de plomo y ácido sulfúrico como medio electrolítico.

Pilas de níquel/hidruro metálico (Ni/MH): Son pilas secundarias como las de

níquel/cadmio, pero donde el cadmio ha sido reemplazado por una aleación metálica

capaz de almacenar hidrógeno, que cumple el papel de ánodo. El cátodo es óxido de

níquel y el electrolito hidróxido de potasio.

ix

La densidad de energía producida por las pilas Ni/MH es el doble de la producida por las

Ni/Cd, a voltajes operativos similares, por lo que representan la nueva generación de pilas

recargables que reemplazará a estas últimas.

Pilas de óxido de plata: Son de tamaño pequeño, usualmente de tipo botón. Contienen

1% de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos tóxicos sobre el ambiente.

Pilas de litio: Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas, considerando

tamaños equivalentes, y poseen también mayor voltaje inicial que estas (3 voltios). Se

utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cámaras fotográficas y memorias de

computadoras (Chang, 2010).

x

Tabla de Contenidos

Repositorio Nacional En Ciencias Y Tecnología ......................................................................... ii

Certificación del Tutor ................................................................................................................ iii

Dedicatoria .................................................................................................................................. iv

Agradecimiento ............................................................................................................................ v

Declaración Expresa.................................................................................................................... vi

Glosario ...................................................................................................................................... vii

Tabla de Contenidos ..................................................................................................................... x

Indice de Tablas ........................................................................................................................ xiii

Indice de Figuras ....................................................................................................................... xiv

Indice de Graficos ...................................................................................................................... xv

Resumen.................................................................................................................................... xvi

Introducción ................................................................................................................................. 1

Delimitación Del Problema .......................................................................................................... 2

Formulación Del Problema .......................................................................................................... 2

Justificacion ................................................................................................................................. 3

Objeto De Estudio ........................................................................................................................ 3

Campo de accion o de investigacion ............................................................................................ 4

Objetivo General .......................................................................................................................... 4

Objetivos Especificos ................................................................................................................... 4

La Novedad Cientifica ................................................................................................................. 5

Capítulo 1 ..................................................................................................................................... 6

Marco Teórico .............................................................................................................................. 6

1.1 Teorías Generales ................................................................................................................... 6

1.1.1 Definición Y Principio De Funcionamiento ........................................................................ 6

1.1.2 Residuo Peligroso ................................................................................................................ 7

1.1.2 .1 Pilas en la categorización de Residuo Peligroso ............................................................. 8

xi

1.1.3 Aplicaciones ...................................................................................................................... 11

1.2 Teorías Sustantivas ............................................................................................................... 11

1.2.1 Medio Ambiente y Procesos De Adsorcion De Metales Pesados ...................................... 11

1.2.1.1 Contaminación del Medio Ambiente ............................................................................. 12

1.2.1.2 Toxicología .................................................................................................................... 14

1.3 Referentes Empíricos ........................................................................................................... 17

Capítulo 2 ................................................................................................................................... 20

Marco Metodológico .................................................................................................................. 20

2.1 Metodología: ........................................................................................................................ 20

2.2 Métodos: .............................................................................................................................. 22

2.3 Preparacion De La Muestra Para Analisis ............................................................................ 23

2.3.1 Procedimiento. .................................................................................................................. 24

2.3.2 Preparación de blanco de reactivos .................................................................................... 25

2.3.3 Preparación de estándares certificados. ............................................................................. 25

2.3.4 Lectura de la absorbancia de estándares certificados y de los preparados con metodología

utilizada ...................................................................................................................................... 25

2.4 Premisas o Hipótesis ............................................................................................................ 26

2.5 Universo Y Muestra ............................................................................................................. 26

2.6 CDIU – Operacionalización de variables ............................................................................. 31

2.7 Gestión De Datos ................................................................................................................. 32

2.7.1 Prueba De Hipótesis Para Los Metales En Cada Silo ........................................................ 33

2.7.1.1 Solo arcilla ..................................................................................................................... 33

2.7.1.2 Arcilla + Ceolita ............................................................................................................. 35

2.7.1.3 Arcilla + Zeolita + Bagazo De Caña ............................................................................... 37

2.8 Criterios Éticos De La Investigación .................................................................................... 53

Capítulo 3 ................................................................................................................................... 56

Resultados .................................................................................................................................. 56

3.1 antecedentes de la unidad de análisis o población ................................................................ 56

xii

3.2 Diagnostico o estudio de campo: .......................................................................................... 56

Capítulo 4 ................................................................................................................................... 57

Discusión ................................................................................................................................... 57

4.1 Contrastación empírica: ........................................................................................................ 57

4.2 Limitaciones: ........................................................................................................................ 58

4.3 Líneas de investigación: ....................................................................................................... 58

4.4 Aspectos relevantes .............................................................................................................. 59

Capítulo 5 ................................................................................................................................... 61

Propuesta .................................................................................................................................... 61

Conclusiones .............................................................................................................................. 63

Recomendaciones ....................................................................................................................... 63

Bibliografía ................................................................................................................................ 65

Referencias ................................................................................................................................. 68

ANEXOS ................................................................................................................................... 71

xiii

Indice de Tablas

Tabla 1 Caracterización y concentración de metales pesados en lixiviados de Guanajuato,

México ....................................................................................................................................... 18

Tabla 2 Estandares de adsorción. ............................................................................................... 25

Tabla 3 Tabla de recolección aleatoria de muestras .................................................................. 27

Tabla 4 Porcentajes de retención. ............................................................................................... 39

xiv

Indice de Figuras

Figura 1 Esquema de funcionamiento de una pila galvánica ....................................................... 6

Figura 2 Mapa político del canton Guayas ................................................................................. 28

Figura 3 mapa de Guayaquil zona de Guayacanes ..................................................................... 28

Figura 4 Población involucrada del total del departamento. ....................................................... 30

xv

Indice de Graficos Grafico 1 , porcentaje de retención solo arcilla, Cd. ..................................................................... 1

Grafico 2, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cd.. ............................................................. 2

Grafico 3, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cd.. ................................ 3

Grafico 4, porcentaje de retención, solo arcilla, Pb. ..................................................................... 4

Grafico 5, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Pb.. ............................................................. 5

Grafico 6, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Pb.. ................................ 6

Grafico 7, porcentaje de retención, solo arcilla, Cr. ..................................................................... 7

Grafico 8, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cr.. ............................................................. 8

Grafico 9, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cr.. ................................. 9

Grafico 10, porcentaje de retención, solo arcilla, Cu. ................................................................. 10

Grafico 11, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cu.. ......................................................... 11

Grafico 12, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cu.. ............................ 12

Grafico 13, porcentaje de retención, solo arcilla, Li. .................................................................. 13

Grafico 14, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Li.. .......................................................... 14

Grafico 15, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Li.. .............................. 15

Grafico 16, porcentaje de retención, solo arcilla; Zn. ................................................................. 16

Grafico 17, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Zn. . ....................................................... 17

Grafico 18, porcentaje de retención, arcilla, ceolita, bagazo de caña, Zn. ................................. 18

Grafico 19, porcentaje de retención, solo arcilla, Ni. ................................................................. 19

Grafico 20, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Ni.. ......................................................... 20

Grafico 21, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Ni. . ........................... 21

Grafico 22, porcentaje de retención, solo arcilla, Fe. ................................................................. 22

Grafico 23, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Fe.. ......................................................... 23

Grafico 24, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Fe.. ............................. 24

xvi

Resumen

El presente trabajo propone un diseño de silos con la finalidad de retener

los residuos peligrosos como son los metales pesados en la ciudadela urbana

Guayacanes del cantón Guayaquil. El primer nivel, corresponde a la elaboración de un

silo con materiales adecuados y diseño de una geometría inherente para la recolección

de las pilas y baterías que se desalojen en un sector de la ciudadela Guayacanes de la

parroquia Tarqui de la ciudad de Guayaquil. En el segundo nivel se propone un diseño

de gestión ambiental que involucra la captación, recolección de pilas y baterías agotadas

generadas en los sectores arriba mencionados. Los resultados de los análisis cualitativo

y cuantitativo sobre los metales obtenidos mediante mediciones del espectrómetro de

absorción atómica será entregado al Municipio de la ciudad de Guayaquil para que

proceda de manera técnica a la recolección y disposición final de aquellos desechos

toxico para la salud humana. Los resultados obtenidos con la ayuda del espectrómetro

de absorción atómica permitirán realizar las conclusiones y recomendaciones para una

mitigación de los suelos que son contaminados por la presencia de metales pesados y

podrían desencadenar complicaciones en la salud pública de los habitantes de la

ciudadela Guayacanes.

Palabras Clave: Pilas – Baterías – Recolección – Disposición Final-Residuos Peligros

Introducción

La contaminación ambiental por el desecho de pilas, es una

problematica que adquiere singular importancia a nivel mundial, regional y del país. En

Guayaquil se observa un crecimiento sostenido en la adquisición de equipos y

tecnología que demanda pilas de distinta índole.

En la actualidad, los Gobiernos Autónomos Desentralizados (GAD), en

especial de las ciudades de Quito, Guayaquil, Cuenca y Loja; se hayan motivados en la

generación de sistemas de recolección óptimos para la disposición temporal y final de

las pilas de un sector o región de cada ciudad. La idea es que en estas ciudades se pueda

realizar la recepción primaria de aquellos desechos para luego con las debidas medidas

de seguridad llevarlas a un vertedero final.

El presente estudio se basa en la elaboración de silos a escala piloto

para la ciudadela Guayacanes de la parroquia Tarqui que sirvan como centro de acopio

para medir la presencia cualitativa y cuantitativa de los metales pesados en los

lixiviados durante el invierno comprendido entre finales del año 2015 y principios del

año 2016.

Para ello se han diseñado tres cajones, cada uno con mezclas

diferentes que contienen: tierra, arena, zeolita y bagazo de caña, donde se realiza la

captación de los diferentes metales pesados presentes en los lixiviados, para así verter

un producto con parámetros dentro de las normas ambientales establecidas para cuerpos

de agua.

2

Delimitación Del Problema

Entre los problemas no sólo de nuestro país sino también del mundo

encontramos la contaminación ambiental, de esto se deriva la afectación a las fuentes

hídricas causadas por una innumerable cantidad de desechos, entre ellos los lixiviados

producto de la descomposición de pilas. De allí, la presente investigación se realizó en la

ciudadela Guayacanes de la parroquia urbana Tarqui del cantón Guayaquil, provincia del

Guayas, para la recolección de los lixiviados que se generaron como consecuencia de las

lluvias invernales que por arrastre llegan a las afluentes de agua, para ello se consideró el

periodo diciembre del 2015 hasta abril del 2016.

Formulación Del Problema

La moderna tecnología promueve el uso de aparatos que necesitan fuentes

de energía portátiles, como son las pilas, que tienen una vida útil limitada y sus reactivos

constituyentes son metales pesados. Tanto en grandes ciudades, como en pequeñas

poblaciones, uno de los problemas es que al agotarse la energía de las pilas, son

desechadas en los desperdicios domésticos y la disposición se realiza a cielo abierto o

incineración en pequeños vertederos no controlados que provocan contaminación del

medio y por ende a la vida.

Ante esta situación se plantea el problema:

¿Se podrá establecer cuali/cuantitativamente la presencia de metales pesados y la

disminución de la concentración de los mismos en los lixiviados recogidos durante

los meses de diciembre del 2015 a abril del 2016 producto de los desechos de pilas?

3

Justificacion

Actualmente, existen varios sistemas de tratamiento en rellenos sanitarios

que en su mayoría tratan sólo la materia orgánica desechada, sin considerar los desechos

inorgánicos y los derivados generados por la descomposición y la reacción entre ellos.

Por este motivo se ve la necesidad de mitigar el impacto generado por los

desechos de las pilas, considerando la separación anticipada de ellas en los desechos

domiciliarios comunes con una disposición final apropiada, pues así se evitará que sean

depositadas junto con los residuos comunes, los cuales al ser recogidos con destino a

vertederos controlados o clandestinos, no son aptos para recibirlos, existiendo posibilidad

de incrementar el impacto ambiental.

Así mismo con esta propuesta se evitará que con el paso del tiempo las

carcasas de estos se destruyan y por lixiviado contaminen las aguas de las napas freáticas,

en donde se impedirá la contaminación del medio particularmente con tóxicos como el

Plomo, Mercurio o Cadmio, sustancias altamente nocivas para la salud de la población y

se imposibilitará que generen poblemas de contaminación ambiental, ingresen por medio

de los alimentos o directamente por inhalación de gases al cuerpo humano.

Objeto De Estudio

Este trabajo de investigación se encuentra relacionado con el medio ambiente de la

ciudadela urbana Guayacanes, especialmente las causadas por las pilas desechadas al

entorno de forma indiscriminada por los habitantes, que causan contaminación por los

metales pesados presentes en los lixiviados. La determinación cualitativa y cuantitativa

de estos desechos en los silos con diferentes estratos de composición permitirá en los

4

lixiviados determinar y disminuir su concentración, las que serán una herramienta para el

diseño de un sistema eficáz de tratamiento de pilas.

Campo de accion o de investigacion

Una herramienta útil constituye la legislación ambiental vigente que

permite contrastar si los resultados obtenidos en los lixiviados generadas por las pilas, la

concentración de metales pesados se encuentran dentro de los umbrales de calidad del

agua que se arroja a los suelos y/o cuerpos de agua.

Objetivo General

Elaborar un sistema de silos experimentales, que incluya la captación

separada, recolección de pilas agotadas en los lechos para determinar la concentración y

disminución de metales pesados en los lixiviados, de la ciudadela Guayacanes de la

ciudad de Guayaquil.

Objetivos Especificos

a. Establecer cualitativamente la presencia de metales pesados en los lixiviados

recogidos durante los meses de diciembre del 2015 a abril del 2016.

b. Cuantificar la presencia de metales pesados en los lixiviados recolectados en el

invierno 2015-2016

c. Implementar el sistema adecuado para reducir la concentración de metales

pesados diluidos en los lixiviados.

5

La Novedad Cientifica

El presente trabajo de investigación científica permitirá ofrecer una

opción diferente de rellenos sanitarios que contribuye con la cualificación y

cuantificación de metales pesados y a la vez minimizar el impacto que estos generan en

el medio para así contribuir con la problemática analizada desde la ciudadela

Guayacanes de la ciudad de Guayaquil, la cual puede ser considerada como guía para el

tratamiento de estos desechos en otras ciudades.

6

Capítulo 1

Marco Teórico

1.1 Teorías Generales

1.1.1 Definición Y Principio De Funcionamiento

Se denomina pila o elemento galvánico a un sistema en que la energía

química de una reacción química es transformada en energía eléctrica. Una pila

galvánica es un sistema que permite obtener energía a partir de una reacción llamada de

óxido-reducción. Se trata de un cambio de valencia entre dos elementos químicos que

implican transferencia de electrones del elemento que se oxida al elemento que se

reduce. La energía eléctrica se obtiene conectando los electrodos de la pila al aparato

que se desee hacer funcionar mediante conductores eléctricos externos. En estas

condiciones la pila descarga externamente su energía, la que es aprovechada por el

aparato para su funcionamiento, mientras que internamente se producen en los

electrodos la reacción mencionada (BROWN-LEMAY, 2011).

Batería: unidad productora de energía eléctrica constituida por varias

pilas.

Figura 1 Esquema de funcionamiento de una pila galvánica

Fuente: (Brown-Lemay, 2011)

7

Por el uso y en dependencia del tipo de pila, alguno de los constituyentes

completa su ciclo de vida agotándose, quedando activos los otros componentes

químicos. Estos son los que en vertedero común lixivian o emiten emanaciones toxicas

por incineración.

1.1.2 Residuo Peligroso

Residuo: se trata de todo material que no tiene valor de uso directo y

es rechazado por su propietario. En esta definición implica que en el residuo hay un

potencial de reciclaje, ya que el residuo es al mismo tiempo materia prima, pudiendo

ocasionar dificultades de manejo cuando es un residuo peligroso. Según (YAKOWITZ,

1988) citado por Livia Benavides existen tres enfoques para la clasificación de los

residuos peligrosos:

Según actividad generadora. A través de una descripción cualitativa por

medio de listas que indican el tipo, origen y componentes del residuo.

En relación con las características de peligrosidad. La definición del residuo

a través de ciertas características que involucran el uso de pruebas

normalizadas, por ejemplo pruebas de lixiviación donde el contenido de ciertas

sustancias en el lixiviado determina si el residuo es peligroso o no.

En relación a límites de concentración. de sustancias peligrosas dentro del

mismo residuo.

Los diferentes países han legislado remarcando algunas características

sobre las otras o en una combinación de estos enfoques.

8

La Agencia de Protección Ambiental de los EEUU (USEPA), por

ejemplo, ha elaborado listas extensas que identifican el residuo según su peligrosidad;

En Alemania, en cambio, el listado principalmente está relacionado con

su procedencia y los límites de la concentración de las sustancias químicas.

1.1.2 .1 Pilas en la categorización de Residuo Peligroso

Las pilas y baterías agotadas constituyen un residuo de características

complejas que provienen del ámbito domiciliario, industrial y comercial. Son productos

individualmente constituidos por diferentes metales pesados, tales como el mercurio,

cadmio, plomo, níquel, zinc, manganeso y cobre.

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que

presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para el ser humano. El

término "metal pesado" no está bien definido. A veces se emplea el criterio de densidad.

Otros criterios empleados son el número atómico y el peso atómico. Además, el término

siempre suele estar relacionado con la toxicidad que presentan, aunque en este caso

también se emplea el término "elemento tóxico" o "metal toxico".

La generación mayoritaria de pilas y baterías se produce en el ámbito

doméstico urbano y rural, por el uso de distintos artefactos tales como juguetes,

equipos de música, relojes o computadoras, etc. La infinita variedad, usos, usuarios,

diseños, tamaños y formatos en muchos artefactos y aparatos que usan pilas y baterías

traducen la gran importancia de este residuo por el peso que tienen en el conjunto de los

residuos domiciliarios.

La gran variedad química de sus compuestos multiplica enormemente

la cantidad de contaminantes al que el ambiente puede exponerse, cuando son

desechados y van a parar a los vertederos de los residuos sólidos urbanos o enterrados

9

en cualquier lugar que son arrojados, especialmente en los ámbitos rurales, donde no

hay recolección de basura, por el lixiviado que se origina cuando las carcasas se

rompen, contaminando las napas freáticas o si se producen quemadas en los basurales

clandestinos, la combustión de los mismos produce contaminaciones del aire por

emanaciones toxicas con variedad de reacciones químicas posibles y diferentes grados

de toxicidad que pueden afectar los diferentes órganos internos en los seres humanos.

Las zeolitas son una familia de minerales aluminosilicatos hidratados

altamente cristalinos, que al deshidratarse desarrollan, en el cristal ideal, una estructura

porosa con diámetros de poro mínimos de 3 a 10 angstroms. Se comportan como una

serie de materiales microporosos hidratados, que contienen cationes cambiables de los

grupos de los elementos 1A y 2A (Na+, K+, Mg2+ y Ca+) y sus estructuras internas

permiten que actúen como tamices moleculares que puedan retener y liberar

selectivamente las moléculas por adsorción según su tamaño y forma. Según la

International Zeolitic Association (IZA, 2001), una zeolita está caracterizada por una

estructura de tetraedros enlazados que contiene cavidades en forma de canales y cajas

que comúnmente están ocupadas por moléculas de agua y cationes. En las fases

hidratadas ocurre la deshidratación a temperaturas moderadas (fundamentalmente por

debajo de 400°C) y ésta es altamente reversible.

Algunas son incoloras a blancas, con densidades que van de 2.0 a 2.3

𝑔/𝑐𝑚3 (aunque algunas tienen densidades mayores debido a la presencia de Ba y Sr) y

dureza de 3.5 – 5.5. Las aplicaciones de las zeolitas naturales hacen uso de uno o más de

sus propiedades químicas, que generalmente incluye el intercambio de iones, adsorción

o deshidratación y rehidratación. Estas propiedades están en función de la estructura del

cristal de cada especie, y su estructura y composición catiónica. Mumpton describe las

siguientes propiedades de la siguiente manera:

http://www.monografias.com/trabajos5/fami/fami.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/fimi/fimi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO

10

Las zeolitas cristalinas son los únicos minerales adsorbentes. Los grandes

canales centrales de entrada y las cavidades de las zeolitas se llenan de moléculas de

agua que forman las esferas de hidratación alrededor de dos cationes cambiables. Si el

agua es eliminada y las moléculas tienen diámetros seccionales suficientemente

pequeños para que estas pasen a través de los canales de entrada entonces son

fácilmente adsorbidos en los canales deshidratados y cavidades centrales. Las moléculas

demasiado grande no pasan dentro de las cavidades centrales y se excluyen dando

origen a la propiedad de tamiz molecular una propiedad de las zeolitas (Rodríguez, G.

1998).

Por procedimientos clásicos de intercambio catiónico de una zeolita se

puede describir como la sustitución de los iones sodio de las zeolitas faujasitas

[utilizadas en craqueo catalítico e hidrocraqueo] por cationes de otros tamaños y otra

carga. Esta es una de las características esenciales de las zeolitas. En efecto, así se

consigue modificar considerablemente las propiedades y ajustar la zeolita a los usos más

diversos.

El intercambio catiónico se puede efectuar de varios modos:

Intercambio en contacto con una solución salina acuosa (intercambio

hidrotérmico) o con un solvente no acuoso.

Intercambio en contacto con una sal fundida. Por ejemplo, una zeolita A,

originalmente con Ca, se pone en contacto con nitratos de litio, potasio o rubidio

fundidos hacia 350ºC;

Intercambio en contacto con un compuesto gaseoso. Por ejemplo, una zeolita

faujasita Y, originalmente en su forma Na, se pone en contacto con HCl anhidro

o NH3, hacia 250ºC.

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

11

El intercambio de iones en una zeolita depende de:

La naturaleza de las especies catiónicas.

La concentración de las especies catiónicas en solución.

Las especies aniónicas asociadas al catión en solución.

El solvente (la mayor parte de los intercambios se lleva a cabo en solución

acuosa, aunque también algo se hace con solventes orgánicos).

Las características estructurales de la zeolita en particular.

1.1.3 Aplicaciones

Las zeolitas naturales son un medio filtrante nuevo y muy bueno

disponible para la filtración del agua. Ofrece un funcionamiento superior a los filtros de

arena y carbón, con una calidad más pura y mayores tasas de rendimiento sin necesidad

de altos requisitos de mantenimiento. Tiene muchas ventajas sobre la arena y puede ser

directamente reemplazado por la arena en un filtro normal de arena.

1.2 Teorías Sustantivas

1.2.1 Medio Ambiente y Procesos De Adsorcion De Metales Pesados

La contaminación por metales pesados es seguramente uno de los

problemas ambientales más serios. El desalojo indiscriminado de pilas, producen

residuos que contienen metales pesados y éstos terminan transfiriéndose al medio

ambiente debido a un incorrecto tratamiento o disposición final. La adsorción resulta

ser una de las tecnologías más prometedoras en la eliminación de metales pesados, no

solamente por su bajo costo, sino porque se trata de un proceso rápido que permite tratar

grandes volúmenes de agua con bajas concentraciones de metal en forma eficaz. Para el

estudio del mecanismo de adsorción es necesario tener información sobre la estructura

http://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtml

12

física y química de la superficie de las arcillas, zeolitas y bagazo de caña, grupos

funcionales que se encuentran presentes, tipo y tamaño de poros. En este trabajo se

realiza la caracterización del bagazo de la caña de azúcar, zeolita, ya que los mismos

constituyen agentes de retención para la adsorción de metales. También cabe señalar

que los grupos funcionales predominante son celulosa y lignina especialmente en el

bagazo de caña.

1.2.1.1 Contaminación del Medio Ambiente

La contaminación al medio ambiente del residuo peligroso que nos

ocupa llega a través de los recursos agua (superficial y/o corrientes subterráneas), suelo

y aire. El principal y de mayor riesgo es la contaminación de las napas subterráneas de

agua, a partir de las cuales usamos para consumo o para riego de cultivos. El peligro que

producen las pilas que se desechan es uno de los temas prioritarios en el cuidado del

medio ambiente, ya que la pila es un elemento que contiene diferentes metales en su

composición como mercurio (la mayoría de las pilas botón, pilas alcalinas y de óxido de

plata) o cadmio (pilas recargables), aunque también son preocupantes otros metales

como el manganeso, níquel y zinc. Cada tipo de pilas tiene al menos dos metales

presentes en dos formas químicas diferentes, como metales puros y como óxidos. Por lo

tanto, aunque no todas las pilas son iguales ni tienen la misma peligrosidad, toda pila

que tiene alta concentración de metales tiene que ser considerada como elemento de

cuidado (contaminaciondelaspilas.blogspot.com, 2015).

Las pilas nos facilitan el uso de muchos de los aparatos que

necesitamos en nuestra vida diaria, pero una vez agotadas, normalmente, se descartan

con el resto de los residuos, por lo que terminan en basurales o rellenos sanitarios,

pudiendo quedar expuestas a incendios y a reacciones químicas incontroladas que

13

afectan las napas de agua, el suelo y el aire. Si se acumulan en los vertederos, con el

paso del tiempo, las pilas pierden la carcasa y se vierte su contenido, compuesto

principalmente por metales pesados como el mercurio y el cadmio, el zinc. Estos

metales, infiltrados desde el vertedero, acabarán contaminando las aguas subterráneas y

el suelo y con ello se introducirán en las cadenas alimentarias naturales, de las que se

nutre el ser humano. Si se incineran, las emanaciones resultantes darán lugar a

elementos tóxicos volátiles, contaminando el aire.

Podemos tomar como ejemplo el mercurio presente en la composición

de las pilas. Esta sustancia se oxida mezclada con la basura y se libera al ambiente. Este

metal y varios de sus compuestos, son bastante insolubles, por lo que podrían quedar

relativamente inmovilizados en tierra o depositado en el fondo de ríos y lagos. Sin

embargo los microorganismos presentes en estos ecosistemas, lo pueden transformar en

metil-mercurio de mayor toxicidad y movilidad ambiental. Esta sustancia orgánica, a

diferencia del mercurio inorgánico, atraviesa fácilmente las membranas celulares dado

que es liposoluble y por lo tanto una vez que ingresa en la cadena alimentaria, a través

de los herbívoros y peces, contamina rápidamente cada eslabón y se va concentrando, al

igual que el DDT (dicloro-difenil-tricloroetano).

El resultado es que cuando llega al hombre, tope de la cadena

alimentaria, puede haberse concentrado varias veces y resultar letal, ya que se acumula

sobre todo en la médula ósea y en el cerebro, dañando a mediano y largo plazo los

tejidos cerebrales y el sistema nervioso central. El mercurio también tiene la posibilidad,

de acuerdo a las condiciones ambientales, de pasar a una forma volátil y distribuirse

ampliamente, aumentando los riesgos que ocasiona.

14

1.2.1.2 Toxicología

La toxicología de una pila es diferente de acuerdo con el tipo de pila

considerada: no todos sus componentes poseen el mismo grado de toxicidad en cuanto a

sus efectos sobre el ambiente. En este aspecto, las que poseen mercurio, cadmio o

plomo son las que presentan un mayor riesgo.

MERCURIO

En exposición a altas dosis el Hg+2 provoca:

a) Agudas: dermatitis, ulceraciones de conjuntivas y cornea (ceguera), en forma oral

colapso del aparato digestivo mortal en horas, insuficiencia renal.

b) Subagudas: alucinaciones, colitis, hemorragias, excitabilidad, alteraciones por

contacto vía oral, mientras que por contacto dérmico: trastornos mentales, insomnio,

fenómenos vinculares periféricos trastornos sensoriales en las extremidades, acrodia

infantil (enfermedad rosa).

c) Crónicas: todas las anteriores más delirio y psicosis maniaco depresiva. En

exposiciones continuas pero en bajas dosis, en forma crónica: debilidad, anorexia,

pérdida de peso, insomnio, diarrea, perdida de dientes, gingivitis (inflamación de

encías), irritabilidad, temblores musculares suaves y sacudidas repentinas, sialorrea

(salivación profunda).

CADMIO

La tasa de mortalidad por exposición cadmio es de 15 %. Provoca daños sistemáticos

renales, con anemia y presencia anormal de proteínas en la orina. Produce lesiones en el

hígado, testículos, malformaciones congénitas (anencefalia, nacer sin cerebro,

enoftalmia, sin ojos, microftalmia, globos oculares pequeños). Puede producir abortos

en etapas tempranas del embarazo, algo más tarde las malformaciones ya mencionadas.

15

Provoca una enfermedad denominada ITAI-ITAI, caracterizada por intensos dolores

óseos, a veces con fracturas espontáneas debido al ablandamiento de los huesos.

PLOMO

Los niños y en especial las embarazadas son especialmente sensibles

al plomo, más que otros grupos. Entre algunos de sus efectos, altera la hemoglobina

sanguínea, pero cabe aclarar que sus síntomas son tan inespecíficos que se ha llamado

en alguna oportunidad al plomo, "el gran simulador". Como síntomas precoces

encontramos: fatiga, dolores de cabeza, dolores óseos, dolores abdominales,

irritabilidad, trastornos del sueño, dolores musculares, síntomas abdominales vagos.

Mientras que entre los síntomas avanzados están: anemia, cólicos intensos, nauseas,

vómitos, enfermedad renal, impotencia sexual, intensas cefaleas, delirio,

incoordinación, esterilidad, daños al feto, hipertensión arterial, líneas de plomo en las

encías, estreñimiento agudo, afectación de los nervios, enfermedad ósea, temblores,

convulsiones, cuadros psiquiátricos graves, parálisis nerviosa, trastornos menstruales,

probablemente cáncer y muerte.

NIQUEL

Con relación a este metal hay numerosas referencias de dermatitis y otros

efectos dermatológicos por exposición al mismo. Contribuye también con enfermedades

respiratorias tales como asma bronquial, bronquitis y neumoconiosis, pudiendo también

desarrollar una rinitis hipertrófica, polifosis nasal, anemia, todo esto en el caso de

inhalar polvos y aerosoles irritantes de níquel. Han sido notados los incrementos en el

riesgo de desarrollar tumores malignos, incluyendo carcinomas de laringe, riñón,

16

próstata y estómago y surcamos de tejidos blandos. Hay más de un compuesto de níquel

que puede dar lugar a cáncer de pulmón y nasal. Cabe aclarar que el níquel es un

oligoelemento esencial en pequeñas dosis, en altas dosis es tóxico e incluso fatal, su

requerimiento de ingesta no se ha establecido aun.

CROMO

En su estado de oxidación +3, es esencial en pequeñas dosis, mientras

que como cromo +6, es sumamente tóxico aun en bajas dosis. Su acción sobre la piel y

las mucosas oculares y nasofaríngeas, provoca efectos irritativos crónicos intensos ante

su contacto prolongado. Es posible que cause conjuntivitis con lagrimeo y dolor,

dermatitis del tipo eczematoso con úlceras, características poco dolorosas o

asintomáticas y de localización preferentemente en dedos, manos y antebrazos. Provoca

alteración en el olfato, rinitis, faringitis y perforaciones del tabique nasal.

ZINC, MANGANESO Y COBRE

Son todos esenciales en cantidades mínimas, pero tóxicos en altas

dosis, el requerimiento estimado es para el zinc 15-40 mg, manganeso 2,5-5 mg. y para

el cobre 2-3 mg.

La determinación cualitativa de los metales pesados analizados en las

muestras de lixiviados constituye una herramienta fundamental para determinar el

espectro de dolencias que podrían padecer los habitantes de la ciudadela Guayacanes y

de la parroquia Tarqui; máxime cuando en las zonas urbano-marginales de parroquia

Tarqui se han generado centros de acopio de materiales ferrosos y no ferrosos, que en

17

muchos de los casos realizan fundiciones artesanales desprovistas de las más

elementales técnicas de bioseguridad. Existe una preocupación creciente en las

autoridades de salud pública y privada por los elevados índices de desalojo de pilas y

baterías en las áreas de confluencia, que podría generar enfermedades y complicaciones

en la salud, especialmente de los niños y adultos mayores, como consecuencia de su

escaza defensa frente a este tipo de influencia de los metales pesados.

1.3 Referentes Empíricos

Existen a nivel mundial y regional investigaciones sobre los lixiviados y

la presencia cuantitativa de metales pesados como producto de los residuos sólidos

urbanos generados en capitales como México D.F en especial se debe mencionar los

realizados por el Laboratorio de Residuos Sólidos y Medio Ambiente del Instituto de

Investigaciones Agrícolas y Forestales de la Universidad Michoacán de San Nicolás de

Hidalgo (2014).

El manejo integral de residuos sólidos urbanos (RSU) incluye el manejo

de su lixiviado, un efluente producto de la degradación de la fracción orgánica de los

RSU, con su humedad y agua de lluvia. EL lixiviado contamina áreas circunvecinas del

sitio de disposición como, agua, suelo y los vegetales adyacentes. Una herramienta para

medir el potencial de contaminación de un lixiviado es el Índice de contaminación de

lixiviados (ICL), propuesto por Kummar & Alappat (2005), que utiliza 18 parámetros

para calcular un valor numérico entre 5-100, donde 100 es el máximo valor de

contaminación. Este valor compara lixiviados de distintos sitios, para su tratamiento, sin

embargo se desconoce si el ICL se relaciona con el efecto fitotóxico de un lixiviado en

una planta blanco. El objetivo de este trabajo fue determinar el ICL de dos lixiviados y

18

comparar su efecto en Phaseolus vulgaris L (frijol común). Así se realizó una

investigación a escala invernadero con las variables respuesta: porcentaje de

germinación de su semilla y fenología de P.vulgaris a nivel de plántula tratada con

distintas concentraciones de un lixiviado de Guanajuato y de Toluca. Los resultados

indicaron que un valor del ICL mayor del lixiviado Guanajuato de (34.8) no causo el

mayor fitotóxico en P.vulgaris, aunque este bioensayo con el ICL podría ser otra

herramienta completaría para medir el potencial contaminante de un lixiviado en el

ambiente. Los valores de los parámetros detectados en los análisis de los lixiviados de

los rellenos sanitarios se exponen en la siguiente tabla:

Tabla 1 Caracterización y concentración de metales pesados en lixiviados de Guanajuato,

México

PPb

CCr

CCu

ZZn

NNi

FFe

UUnidades

mmg/L

0

0.91

3

31.1

1

1.26

0

0.49

0

0.85

4

45.8

Fuente:

Elaborado: Ing. José Cárdenas Tapia.

Como se puede observar a partir de la tabla anterior los resultados de las

concentraciones de los metales obtenidos en los lixiviados de relleno sanitario en

México son relativamente altos en comparación con los obtenidos en la presente

investigación, la explicación a priori hay que indicar que son residuos sólidos urbanos,

caracterizados no solamente por la presencia de pilas en desuso, sino por la presencia de

materiales de chatarra que también contienen metales pesados en forma

complementaria, la ventaja de los trabajos de la Universidad de Michoacán sobre este

tema estriba en la inclusión de la toxicidad de los lixiviados en las semillas de frejol y

otros, habida cuenta que en muchas regiones de México de utiliza lixiviados de los

19

rellenos sanitarios mezclada con agua de rio o pozo con la finalidad aumentar la

presencia de desechos orgánicos como nutrientes para los vegetales.

La presente investigación, incluye la investigación exclusiva de los metales

pesados, generados en una muestra geográfica, que incluye cadmio y litio que son

componentes básicos en las pilas que se utilizan como fuente de energía para los equipos

digitales principalmente

20

Capítulo 2

Marco Metodológico

2.1 Metodología:

Para la presente investigación sobre la presencia de metales pesados en

los lixiviados, recolectados después de la lluvia, en la ciudadela Guayacanes de la

ciudad de Guayaquil, se ha seleccionado el modelo cuantitativo, que permite utilizar

herramientas de estadística, para realizar un análisis detallado de causa-efecto y por

consiguiente probar las hipótesis enunciadas. Las pilas recolectadas fueron sometidas a

un tratamiento de corrosión acelerada dentro de una cámara de niebla salina (fotografía

1) durante un periodo de 30 días, simulando un ambiente salino de 10% .Una vez

corroídas las muestras (fotografía 2) se procedió a la ubicación en los cuatro silos

diseñados, silo cero con material inerte; silo uno con arcilla; silo dos con arcilla y

zeolita; silo 3 con una mezcla de arcilla, zeolita y bagazo de caña.

Fotografía 1 Cámara de niebla salina (corrosión acelerada de pilas).

Fuente: Laboratorio INTRAMET – ESPOL.

Elaborado: Ing. José T. Cárdenas Tapia

21

Fotografía 2 Selección de pilas para silos



Una vez colocadas las pilas en los lechos de los silos (fotografía 3) se procedió a la

toma de muestras limitándose a los días de lluvia, clasificándose por fecha y numero de

silo (fotografía 4). Luego de finalizada la temporada invernal se llevaron las muestras

al laboratorio para su análisis.

Fotografía 3 Silos para depositar las pilas corroídas con diversos componentes.

Fuente: ciudadela Guayacanes- Guayaquil.


22

Fotografía 4 Muestras de lixiviados extraídos de los silos.



2.2 Métodos:

El experimento es el método empírico de estudio de un objeto, en el cual

el investigador crea las condiciones necesarias o adecua las existentes, para el

esclarecimiento de las propiedades y relaciones del objeto, que son de utilidad en la

investigación. El experimento es la actividad que se ha realizado en la presente

investigación cuyos pasos se detallan a continuación:

Reciclaje de pilas usadas dentro de la ciudadela Guayacanes

Ciclo de corrosión acelerada durante treinta días dentro de una cámara de niebla

salina al 10 %.

23

Elaboración de cajones con madera MDF, de alta resistencia a la humedad para

permitir su ubicación a la intemperie y soportar las precipitaciones pluviales

propias de la época invernal, cuyas dimensiones son (1.0 x 1.0 x o.8)m

Relleno del primer cajón con arcilla y una profundidad de 0.5 m.

Relleno del segundo cajón con arcilla 0.20 m de espesor, zeolita 0.20 m y arena

0.10

Relleno de tercer cajón con bagazo de caña 0.10 m, arcilla 0.30 m y arena 0.20.

Proceso de corrosión acelerada de las pilas recolectadas en una cámara de

nebulización salina [cloruro de sodio al 5%] con una temperatura de 36 C.

generada mediante un foco infrarrojo de 220 vatios durante 30 días

Colocación de las pilas corroídas sobre las superficies interiores de los cajones.

Toma de la muestra de los lixiviados en frascos con tapa de un litro, desde cada

cajón.

Procedimiento analítico cuantitativo para determinar la presencia de los metales

pesados. AAS = Espectrofotometría de Absorción atómica con estándares

certificados. Equipo; Perkin- Elmer Modelo 3030B

Proceso de análisis estadístico mediante prueba de hipótesis por t-student

2.3 Preparacion De La Muestra Para Analisis

Los métodos estandarizados (ASTM) para análisis de agua que contienen

trazas de metales pesados como plomo cobre, cadmio, hierro, níquel y zinc; utilizan un

método de extracción de los metales a partir de los 400 mL de agua en un pH acido

determinado (3.5) con un complejante orgánico, como el DDTC (dietil-dithiocarbamato

de sodio) y luego la extracción de los metales con un solvente orgánico el MIBKC (metil-

isobutil cetona) o sustituyendo el MIBK con cloroformo que es menos soluble en agua

24

que el MIBK, y llevado el extracto a un volumen de 5 o 10 mL; en donde se efectúa la

lectura de los metales.

Esta extracción a partir de 400 mL de muestra a 5 mL de volumen final

para lectura, significa una concentración de 80 veces en la que se aumenta el límite de

detección en un equipo de análisis como el utilizado en esta investigación, y de 40 veces

el aumento de límite de detección, si los 400 mL es llevado a 10 mL para la lectura. Si

el límite de detección del equipo para un parámetro como el plomo es igual a 0.19

mg/L; por consiguiente el límite de detección disminuye a 0.005 mg/L; por lo tanto el

límite de detección se incrementa en 40 u ochenta veces en este método de detección

que se emplea para muestras de agua con gran contenido de solidos disueltos, como

agua de mar, de rio o aguas residuales industriales.

Para este caso, que son aguas de lluvia que reaccionan con las pilas

degradadas que no presentan grandes contenidos de solidos totales disueltos, excepto los

metales presentes en los lixiviados. Se decidió utilizar un método de concentración por

evaporación de 400 mL de muestra de lixiviado con las pilas, en un medio ácido

clorhídrico y nítrico, llevando a un volumen final de 10 mL para la lectura, esto es una

disminución de los límites de detección del equipo en 40 veces, aumentada su

sensibilidad.

2.3.1 Procedimiento.

a. Se filtran y se miden 400 mL de agua de lixiviado en vaso de precipitados

b. Se agrega 1 mL de HCl y 1 ml de HNO3 a cada muestra

c. Se evapora lentamente cubriendo con una luna de reloj los vasos.

d. Se evapora hasta 5 u 8 mL y se completa con agua destilada hasta 10 mL

25

2.3.2 Preparación de blanco de reactivos

Se procede a realizar un blanco con agua destilada y desionizada

procediendo con el mismo volumen y los mismos reactivos. Esto se realiza para

eliminar cualquier señal emitida por impurezas mínimas de reactivos utilizados.

2.3.3 Preparación de estándares certificados.

Utilizando 400 mL de agua desionizada y destilada se procede a agregar

la cantidad calculada para obtener 10 mL de volumen final que contenga los

microgramos de cada metal que se va a analizar, para el chequeo de sensibilidad y curva

de calibración para la lectura, análisis y cálculo de cada metal.

Esta preparación de estándares utilizando la misma metodología como

muestra y blanco sirve para comprobar el porcentaje de recuperación validez del método

utilizado. Se comprobó que la recuperación de metales utilizados para la preparación de

estándares en el método es del 98 % comparada con la absorbancia de los estándares

certificados y sin tratamiento; debido a que la acidez garantiza mantener en disolución

los metales.

2.3.4 Lectura de la absorbancia de estándares certificados y de los preparados con

metodología utilizada

Tabla 2 Estandares de adsorción.

Elemento λ longitud onda Gases de llama Sensibilidad Límite de detección

mg/L

Cd 228.8 A-AC 1.5 0.028

Pb 283.1 A-AC 20.0 0.19

Cr 357.9 A-AC 4.0 0.078

Cu 324.8 A-AC 4.0 0.077

26

Li 670.8 A-AC 2.0 0.035

Zn 213.9 A-AC 1.0 0.018

Ni 232.0 A-AC 7.0 0.14

Fe 248.3 A-AC 5.0 0.10

Fuente: Manual de Perking-Elmers

Las condiciones que rodea el objeto de investigación han sido diseñadas

con la finalidad de ser lo más cercano a la realidad, esto es que las pilas se encuentren

en un entorno real. Se ha utilizado la observación y la medición, como un procedimiento

complementario, en el transcurso de la investigación para convertirse en procedimiento

propio del método utilizado en la comprobación de la hipótesis. Al finalizar la

investigación, la observación, medición y experimentación ayudara a crear un estado de

conciencia social sobre el manejo de pilas en las comunidades.

2.4 Premisas o Hipótesis

La utilización de zeolita, arena y bagazo de caña en combinación con

arcilla en los silos de experimentación contribuye a incrementar la retención de los

metales pesados en los lixiviados recolectados durante los días de lluvia.

2.5 Universo Y Muestra

La ciudad de Guayaquil, se encuentra ubicada en la provincia del Guayas

y de acuerdo al ordenamiento territorial actual corresponde a la zona Ocho. Para tomar

la muestra se realizó de manera aleatoria desde el ámbito estadístico, de acuerdo con el

siguiente cuadro.

27

Tabla 3 Tabla de recolección aleatoria de muestras

44

ciudadela Guayacanes

MES PROGRAMADO

DIA DEL MES CALCULADO

ALEATORIAMENTE

MANZANA CALCULADA

ALEATORIAMENTE

DICIEMBRE 20 15

ENERO 9 43

ENERO 19 39

FEBRERO 3 24

FEBRERO 20 6

MARZO 15 114

MARZO 7 86

ABRIL 21 85

La superficie de la provincia jdel Guayas bordea los 20.000 Km2 que

representa 8.5 % del territorio nacional. La ciudad de Guayaquil, capital de provincia

tiene un área de 60 km2; por su parte el área de influencia de nuestra investigación tiene

un área de 4 km2 aproximadamente. Consta de 14 parroquias urbanas, y parroquias

rurales como Posorja, isla Puna, Tenguel, Juan Gómez Rendón (Progreso) y el Morro.

La ciudadela Guayacanes, objeto de nuestra investigación se encuentra

incrustada en la parroquia Tarqui su área es de 1.6 Km2 y su población es de 16000

habitantes aproximadamente, cabe indicar que tiene una densidad poblacional de 180

habitantes por hectárea.

28

Figura 2 Mapa político del canton Guayas

Figura 3 mapa de Guayaquil zona de Guayacanes

Fuente: Google map de Guayaquil (imagen digitalizada)

La parroquia Tarqui se encuentra ubicada al norte de la ciudad de

Guayaquil, como ya se mencionó dentro de ella se encuentra la ciudadela Guayacanes

objeto de la presente investigación.

La zona antes mencionada tiene los siguientes límites:

Al Norte, el límite urbano de la ciudad.

29

Al Sur, una línea que parte de la Orilla del río Guayas, sube hasta la cumbre de los

cerros Santa Ana y El Carmen y siguiendo dirección Oeste y el descenso natural de los

dichos cerros hasta encontrar la prolongación hacia el Norte de la calle Machala, por

esta proyección hasta la calle Julián Coronel, por esta hasta la Avenida Quito hacia el

Sur hasta la Avenida Nueve de Octubre.

Al Este, la orilla del Río Guayas

Al Oeste, desde Nueve de Octubre hacia el norte por José Mascote, siguiendo por la

Avenida de Las Américas hasta la Avenida Carlos Luis Plaza Dañín hacia el Oeste,

orillando el Estero Salado hacia el Norte hasta la Avenida Juan Tanca Marengo, de ahí

se baja hacia el Este por la misma Avenida, sube por la calle que separa el Banco

Bolivariano hasta la Avenida Francisco de Orellana por la cual se dirige hacia el Norte

hasta el Río Daule.

La ciudadela Guayacanes se encuentra limitada por la rivera del rio

Daule, incluyendo la autopista Terminal Terrestre- Pascuales [Av. Narcisa de Jesús]

ciudadela Sauces V; Los Samanes II, su altitud es de aproximadamente 1.5 m s.n.m. La

zona de influencia del Plan Ambiental está circunscripta a 120 manzanas geográficas

urbanas de la ciudadela.

Las coordenadas geográficas de la parroquia Tarqui son:

Latitud 2º 10’ S

Longitud 79º 54 O.

Las coordenadas UTM: N 8128385.177; E 19741554 Zona

30

2.5.1 Indicadores Demográficos

El segundo aspecto analizado a ser considerado en la planificación

planteada, tiene que ver la población de la parroquia Tarqui y la ciudadela Guayacanes

incrustada en ella. La parroquia Tarqui según el Censo Nacional del año 2010 tiene

una población de 835486 habitantes, lo cual o posiciona como una parroquia con mayor

número de habitantes cantón Guayaquil y una densidad demográfica de alta. Por su

parte la ciudadela Guayacanes se consolida con una población de 16485 habitantes y un

factor de proporcionalidad 0.008 con relación a la parroquia, además el 0.004 de la

población es mayor de 18 años y 0.01 tiene estudios superiores y de postgrado.

En cuanto a la población del sector involucrado en este Plan Ambiental,

de acuerdo a datos suministrados en el material antes citado para llevar a cabo este

proyecto, la población de esta ciudadela está calculada en 17.000 personas, lo que

traducido a familia tipo de cuatro miembros, nos da una media de 4250 familias.

Figura 4 Población involucrada del total del departamento.

Fuente: Elaborado por Jose Cardenas

Población involucrada respecto del total del Departamento

2%

98%

31

La población que será cubierta por la aplicación del presente proyecto

ambiental que fue relacionada con el total de la parroquia Tarqui, y tal como se muestra

en el gráfico representa el 2 % de toda la parroquia.

2.6 CDIU – Operacionalización de variables

La siguiente matriz permite visualizar las diferentes concepciones sobre

las variables dependientes e independientes, así como los índices e indicadores que

justifican la experimentación llevada a cabo para determinar de forma cuantitativa la

presencia de metales pesados en los lixiviados arriba mencionados.

VARIABLES DESCRIPCION

DE

VARIABLES

INDICE INDICADORES CLASIFICACION RELACION

FUNCIONAL

Contaminación

con metales

pesados

presentes en

pilas utilizadas

en los hogares

La

determinación

cuantitativa

permite hacer

evaluación

sobre el grado

de daño toxico

que puede

causar a los

seres humanos

Concentración

de metales

pesados en los

lixiviados

experimentales

unidimensional Cuantitativas

Continuas

dependiente

Presencia de

pilas en los

cajones de

simulación

Las pilas son

celdas voltaicas

que generan

electricidad

como producto

de una reacción

química

Con uso y

deterioro de la

carcasa por

corrosión

generan

incremento de

concentración

en los

lixiviados

Mediciones

analíticas

cuantitativa en

equipos de

absorción

atómica

Relaciones

cuantitativas

Independiente

Arcilla, zeolita

bagazo de caña

y arena

La arcilla es un

material pétreo

que se

encuentra

abundante en

nuestro medio;

la zeolita tiene

propiedades de

intercambio

iónico y

fijación en su

superficie, el

bagazo de caña

tiene una

Son agentes de

retención en

los cajones en

cuyas

superficies se

encuentran las

pilas arrojadas

al entorno

Presencia en los

diferentes silos:

1. Solo

arcilla

2. Arcilla,

zeolita

y arena

3. Arcilla,

Bagazo

de

caña,

zeolita

y arena

cuantitativa

Independiente

32

marcada

preferencia

como agente de

retención de los

metales

pesados, la

arena se usa

filtrante.

2.7 Gestión De Datos

Para analizar los datos se realizó una prueba de hipótesis (t-student de

una cola para signo <), luego de tomar las 14 muestras por cada silo (arcilla, arcilla +

ceolita, arcilla + ceolita + bagazo de caña) con un nivel de significancia α=0.05, se

plantea la hipótesis nula (𝐻0) donde el valor de la concentración de la norma establecida

debe ser menor o igual a los valores de concentración de las muestras tomadas de cada

silo y una hipótesis alternativa (𝐻𝑎) en la que planteamos que la concentración de cada

muestra debe tener una concentración inferior a la norma. Una vez planteada la

hipótesis podemos analizar los datos:

𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 0.05

𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎𝑑 = 𝑛 − 1 = 13

𝑡 = −1.771

𝐻0 = 𝑀𝑎 ≥ 𝜇

𝐻𝑎 = {𝑀𝑎 − 𝜇 < 0

𝑀𝑎 < 𝜇

𝑡∗ =�̅� − 𝜇

𝑆𝑥

√𝑛

𝑀𝑎 = 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠

𝑡 = 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑡 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑙𝑎

𝑡∗ = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡 − 𝑠𝑡𝑢𝑑𝑒𝑛𝑡

33

�̅� = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎

𝜇 = 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎

𝑆𝑥 = 𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟

𝑛 = 𝑡𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

2.7.1 Prueba De Hipótesis Para Los Metales En Cada Silo

2.7.1.1 Solo arcilla

Cd:

𝑡∗ =0.0512 − 0.02

0.07833

√14

= 0.0312

0.0209= 1.4906

-El valor t calculado se encuentra fuera de la zona de rechazo.

-Se acepta la hipótesis nula y se rechaza la hipótesis alternativa.

-De acuerdo con nuestra muestra podemos probar que la muestra no tiene menor

concentración que la norma.

Pb:

𝑡∗ =0.1603 − 0.2

0.14348

√14

= −0.0397

0.03834= −1.035

-El valor t calculado se encuentra fuera de la zona de rechazo.

-Se acepta la hipótesis nula y se rechaza la hipótesis alternativa.

-De acuerdo con nuestra muestra podemos probar que la muestra no tiene menor

concentración que la norma.

Cr:

𝑡∗ =0.3982 − 0.5

0.09832

√14

= −0.1018

0.02627= −3.8751

-El valor de t calculado se encuentra dentro de la zona de rechazo

-Se acepta hipótesis alternativa y se rechaza la hipótesis nula.

-De acuerdo con la muestra podemos probar que la muestra tiene menor concentración

que norma establecida

34

Cu:

𝑡∗ =0.7524 − 1

0.38476

√14

= −0.2476

0.10283= −2.40785

-El valor de t calculado se encuentra dentro de la zona de rechazo.

-Se acepta hipótesis alternativa, se rechaza hipótesis nula.


que la norma establecida.

Li:

𝑡∗ =0.2823 − 20

0.94603

√14

= −19.7177

0.25283= −77.9879





Zn:

𝑡∗ =4.1254 − 5

0.80037

√14

= −0.8746

0.2139= −4.0888





Ni:

𝑡∗ =9.9940 − 10

2.94239

√14

= −0.666

0.78638= −0.8469


-Se acepta hipótesis nula y se rechaza la hipótesis alternativa.

35



2.7.1.2 Arcilla + Ceolita

Cd:

𝑡∗ =0.0231 − 0.02

0.01979

√14

= −0.1769

5.28𝑥10−3= −33.5





Pb:

𝑡∗ =0.0909 − 0.2

0.096336

√14

= −0.1091

0.2575= −4.2368





Cr:

𝑡∗ =0.1567 − 0.5

0.12138

√14

= −0.34233

0.03244= −10.5527





36

Cu:

𝑡∗ =0.3199 − 1

0.29849

√14

= −0.6801

0.07977= −8.5257




que la norma establecida

Li:

𝑡∗ =0.0499 − 20

0.08992

√14

= −19.9501

0.02403= −830.2163





Zn:

𝑡∗ =1.8489 − 5

1.03795

√14

= −3.1511

0.2774= −11.3594





Ni:

𝑡∗ =1.111 − 2

0.56129

√14

= −0.889

0.15001= −5.9262



37



Fe:

𝑡∗ =6.0678 − 10

4.1908

√14

= −3.9322

1.12003= −3.51079





2.7.1.3 Arcilla + Zeolita + Bagazo De Caña

Cd:

𝑡∗ =0.0078 − 0.02

0.005433

√14

= −0.0122

1.452𝑥10−3= −8.4022





Pb:

𝑡∗ =0.0712 − 0.2

0.26085

√14

= −0.1288

0.06971= −1.847





38

Cr:

𝑡∗ =0.1376 − 0.5

0.26085

√14

= −0.3624

0.06971= −5.1986





Cu:

𝑡∗ =0.08355 − 1

0.05941

√14

= −0.9145

0.01587= −57.6244





Li:

𝑡∗ =0.1069 − 20

0.241028

√14

= −19.8931

0.06441= −308.8511





Zn:

𝑡∗ =0.7015 − 5

0.72052

√14

= −4.2985

0.19257= −22.3127



39



Ni:

𝑡∗ =0.5820 − 2

0.66408

√14

= −1.418

0.17748= −7.9896





Fe:

𝑡∗ =3.2456 − 10

1.74399

√14

= −6.7244

0.4661= −14.4269





Tabla 4 Porcentajes de retención.

fecha Metales Pesados Normas blanco solo arcilla

29 de DICIEMBRE DEL 2015

Cd 0,0200 0,0900 0,0800

Pb 0,2000 0,3500 0,2800

Cr 0,5000 0,5700 0,5210

Cu 1,0000 1,2000 1,0989

40

Li 20,0000 5,0000 3,5680

Zn 5,0000 5,8000 5,4868

Ni 2,0000 3,5000 3,3290

Fe 10,0000 15,6400 15,1323

06 de ENERO del 2016

Cd 0,0200 0,0832 0,0741

Pb 0,2000 0,5800 0,4650

Cr 0,5000 0,5800 0,5310

Cu 1,0000 1,1000 1,0085

Li 20,0000 0,1400 0,1022

Zn 5,0000 5,4000 5,1246

Ni 2,0000 2,2900 2,1784

Fe 10,0000 15,5000 15,0562

18 DE ENERO DEL 2016

Cd 0,0200 0,3500 0,3119

Pb 0,2000 0,4530 0,3650

Cr 0,5000 0,5100 0,4684

Cu 1,0000 1,2500 1,1500

Li 20,0000 0,0147 0,0108

Zn 5,0000 5,2400 4,9884

Ni 2,0000 2,1200 2,0229

Fe 10,0000 14,1500 13,7704

19 DE ENERO DEL 2016

Cd 0,0200 0,0340 0,0304

Pb 0,2000 0,4100 0,3300

Cr 0,5000 0,5000 0,4600

Cu 1,0000 1,2200 1,1236

Li 20,0000 0,0170 0,0125

41

Zn 5,0000 5,1400 4,9035

Ni 2,0000 2,2000 2,1076

Fe 10,0000 12,6000 12,3102

24 DE FEBRERO DEL 2016

Cd 0,0200 0,0358 0,0321

Pb 0,2000 0,3229 0,2600

Cr 0,5000 0,5400 0,4972

Cu 1,0000 1,4000 1,2922

Li 20,0000 0,0238 0,0178

Zn 5,0000 4,3000 4,1000

Ni 2,0000 2,4300 2,3328

Fe 10,0000 11,3200 11,0736

4 DE MARZO DEL 2016

Cd 0,0200 0,0300 0,0269

Pb 0,2000 0,2860 0,2310

Cr 0,5000 0,4810 0,4435

Cu 1,0000 1,2500 1,1578

Li 20,0000 0,0500 0,0375

Zn 5,0000 4,6100 4,4117

Ni 2,0000 2,1200 2,0273

Fe 10,0000 9,3200 9,1349

15 DE MARZO DEL 2016

Cd 0,0200 0,0225 0,0201

Pb 0,2000 0,1410 0,1140

Cr 0,5000 0,4310 0,3992

Cu 1,0000 0,8900 0,8214

Li 20,0000 0,0120 0,0091

Zn 5,0000 4,5200 4,3301

42

Ni 2,0000 1,8500 1,7741

Fe 10,0000 8,7100 8,5420


Cd 0,0200 0,0251 0,0228

Pb 0,2000 0,1210 0,0980

Cr 0,5000 0,4450 0,4134

Cu 1,0000 0,7680 0,7142

Li 20,0000 0,0330 0,0257

Zn 5,0000 4,2300 4,0524

Ni 2,0000 1,6740 1,6070

Fe 10,0000 9,1200 8,9476


Cd 0,0200 0,0140 0,0128

Pb 0,2000 0,1102 0,0900

Cr 0,5000 0,4182 0,3889

Cu 1,0000 0,5800 0,5400

Li 20,0000 0,0821 0,0645

Zn 5,0000 3,9200 3,7628

Ni 2,0000 1,4123 1,3650

Fe 10,0000 8,9510 8,7940


Cd 0,0200 0,0220 0,0204

Pb 0,2000 0,1020 0,0830

Cr 0,5000 0,3920 0,3649

Cu 1,0000 0,4870 0,4553

Li 20,0000 0,0215 0,0170

Zn 5,0000 3,8430 3,6933

Ni 2,0000 1,3420 1,2930

43

Fe 10,0000 8,5200 8,3768

1 DE ABRIL DEL 2016

Cd 0,0200 0,0231 0,0215

Pb 0,2000 0,0980 0,0800

Cr 0,5000 0,3650 0,3412

Cu 1,0000 0,4612 0,4334

Li 20,0000 0,0257 0,0206

Zn 5,0000 3,7840 3,6210

Ni 2,0000 1,2210 1,1820

Fe 10,0000 7,8100 7,6947

15 DE ABRIL DEL 2016

Cd 0,0200 0,0189 0,0178

Pb 0,2000 0,0410 0,0336

Cr 0,5000 0,2871 0,2686

Cu 1,0000 0,3950 0,3725

Li 20,0000 0,0279 0,0225

Zn 5,0000 3,4100 3,2879

Ni 2,0000 1,1210 1,0873

Fe 10,0000 7,2300 7,1510


Cd 0,0200 0,0189 0,0180

Pb 0,2000 0,0395 0,0327

Cr 0,5000 0,2647 0,2481

Cu 1,0000 0,3651 0,3520

Li 20,0000 0,0279 0,0226

Zn 5,0000 3,2510 3,1416

Ni 2,0000 1,1020 1,0520

Fe 10,0000 6,9420 6,8510

44


Cd 0,0200 0,0189 0,0180

Pb 0,2000 0,0410 0,0340

Cr 0,5000 0,2450 0,2298

Cu 1,0000 0,3418 0,3300

Li 20,0000 0,0279 0,0210

Zn 5,0000 2,9160 2,8200

Ni 2,0000 1,1520 1,0990

Fe 10,0000 7,1540 7,0810

arcilla y zeolita

arcilla , zeolita + bagazo

caña

DESVIACION A LA NORMA DEL

BLANCO

DESVIACION A LA NORMA

ARCILLA

DESVIACION A LA NORMA ARCILLA Y ZEOLITA

0,0700 0,0050 No cumple norma

No cumple norma

No cumple norma


No cumple norma

No cumple norma

0,4200 0,0680

No cumple norma No cumple norma cumple Norma

0,8000 0,0980


0,3400 0,3500 cumple Norma cumple Norma cumple Norma


No cumple norma cumple Norma



14,4500 0,2500

No cumple norma No cumple norma

No cumple norma

0,0600 0,0016

No cumple norma No cumple norma

No cumple norma

0,0470 0,0310




0,1780 0,0940



45

2,2300 0,2700





No cumple norma

No cumple norma


No cumple norma

No cumple norma


No cumple norma

No cumple norma

0,2600 0,1000 No cumple norma cumple Norma cumple Norma








No cumple norma

No cumple norma


No cumple norma

No cumple norma





No cumple norma

No cumple norma








No cumple norma

No cumple norma







46







No cumple norma

No cumple norma












No cumple norma

No cumple norma















47





























48

























49

DESVIACION A LA NORMA ARCILLA,

ZEOLITA + BAGAZO DE CAÑA

% RETENCION

CON ARCILLA

% RETENCION CON

ARCILLA+ZEOLITA

% RETENCION CON ARCILLA +

ZEOLITA + BAGAZO

cumple Norma 11,1111 22,2222 94,4444

cumple Norma 20,0000 28,5714 98,9143

cumple Norma 8,5965 26,3158 88,0702

cumple Norma 8,4250 33,3333 91,8333

cumple Norma 28,6400 93,2000 93,0000

cumple Norma 5,4000 17,9310 95,0000

cumple Norma 4,8857 91,7143 94,2857

cumple Norma 3,2462 7,6087 98,4015

cumple Norma 10,9375 27,8846 98,0769

cumple Norma 19,8276 91,8966 94,6552

cumple Norma 8,4483 85,0000 98,9310

cumple Norma 8,3182 83,8182 91,4545

cumple Norma 27,0000 0,0000 14,2857

cumple Norma 5,1000 58,7037 95,0000

cumple Norma 4,8734 17,4672 54,1485

cumple Norma 2,8632 18,0645 56,2581

No cumple norma 10,8857 89,1429 93,4286

cumple Norma 19,4260 22,7373 77,9249

cumple Norma 8,1569 49,0196 80,3922

cumple Norma 8,0000 86,4800 95,2800

cumple Norma 26,5306 25,1701 31,9728

cumple Norma 4,8015 48,6641 58,0153

50

cumple Norma 4,5802 8,0189 47,1698

cumple Norma 2,6827 13,0742 58,3746

cumple Norma 10,5882 32,3529 88,5294

cumple Norma 19,5122 75,6098 79,2683

cumple Norma 8,0000 22,0000 42,6000

cumple Norma 7,9016 16,3934 94,5902

cumple Norma 26,4706 69,8824 17,6471

cumple Norma 4,6012 47,4708 59,5331

cumple Norma 4,2000 38,1818 76,3636

cumple Norma 2,3000 37,3016 62,0635

cumple Norma 10,3352 44,1341 86,3128

cumple Norma 19,4797 59,7399 69,0307

cumple Norma 7,9259 94,4444 81,4815

cumple Norma 7,7000 62,8571 84,2857

cumple Norma 25,2101 15,9664 28,5714

cumple Norma 4,6512 50,0000 71,8605

cumple Norma 4,0000 23,0453 66,2551

cumple Norma 2,1767 39,8410 62,8092

cumple Norma 10,3333 33,3333 85,3333

cumple Norma 19,2308 70,6294 65,5594

cumple Norma 7,7963 84,4075 89,1892

cumple Norma 7,3760 61,6000 85,6000

cumple Norma 25,0000 64,0000 84,0000

cumple Norma 4,3015 60,6941 98,0477

cumple Norma 4,3726 22,1698 70,9906

51

cumple Norma 1,9861 41,4163 65,2361

cumple Norma 10,7111 11,1111 82,6667

cumple Norma 19,1489 53,9007 65,9574

cumple Norma 7,3782 80,9745 88,8631

cumple Norma 7,7079 56,1798 86,5169

cumple Norma 24,1667 33,3333 50,0000

cumple Norma 4,2013 64,1593 98,2301

cumple Norma 4,1027 30,9189 54,5405

cumple Norma 1,9288 52,1240 67,2675

cumple Norma 9,1633 40,2390 75,6972

cumple Norma 19,0083 60,3306 61,1570

cumple Norma 7,1011 79,7753 85,8427

cumple Norma 7,0052 50,0000 85,8073

cumple Norma 22,1212 39,3939 54,2424

cumple Norma 4,1986 65,2246 98,2033

cumple Norma 4,0024 37,2760 54,2951

cumple Norma 1,8904 57,4671 69,4737

cumple Norma 8,5714 89,2857 69,2857

cumple Norma 18,3303 67,3321 89,1107

cumple Norma 7,0062 54,5672 85,4137

cumple Norma 6,8966 82,7586 87,7586

cumple Norma 21,4373 52,4970 75,6395

cumple Norma 4,0102 68,1888 98,4388

cumple Norma 3,3491 34,7872 95,6808

cumple Norma 1,7540 58,5298 65,1436

52

cumple Norma 7,2727 31,8182 54,5455

cumple Norma 18,6275 60,7843 73,1373

cumple Norma 6,9133 52,5000 77,7041

cumple Norma 6,5092 77,4127 79,4661

cumple Norma 20,9302 16,2791 53,4884

cumple Norma 3,8954 70,4918 77,2313

cumple Norma 3,6513 37,1759 94,0387

cumple Norma 1,6808 61,9519 63,2981

cumple Norma 6,9264 35,0649 52,3810

cumple Norma 18,3673 28,5714 58,1633

cumple Norma 6,5205 61,6438 81,3699

cumple Norma 6,0278 78,3174 82,6539

cumple Norma 19,8444 21,7899 40,8560

cumple Norma 4,3076 70,8774 77,5106

cumple Norma 3,1941 38,2473 91,8100

cumple Norma 1,4763 61,8310 62,7401

cumple Norma 5,8201 25,9259 50,2646

cumple Norma 18,0488 48,7805 75,1220

cumple Norma 6,4437 68,6520 85,3361

cumple Norma 5,6962 77,2152 89,8734

cumple Norma 19,3548 28,3154 45,5197

cumple Norma 3,5806 67,5953 74,1642

cumple Norma 3,0062 38,4478 90,1873

cumple Norma 1,0927 61,5353 65,8645

cumple Norma 4,7619 20,6349 47,0899

53

cumple Norma 17,2152 54,4304 69,6203

cumple Norma 6,2713 68,2282 88,2131

cumple Norma 3,5881 80,5533 90,1123

cumple Norma 18,9964 31,8996 46,2366

cumple Norma 3,3651 70,7167 74,6847

cumple Norma 4,5372 52,0871 91,2795

cumple Norma 1,3109 69,0291 65,7015

cumple Norma 4,7619 10,0529 35,9788

cumple Norma 17,0732 65,8537 70,7317

cumple Norma 6,2041 71,4286 90,5714

cumple Norma 3,4523 80,6905 89,3505

cumple Norma 24,7312 28,3154 46,2366

cumple Norma 3,2922 68,7243 72,3937

cumple Norma 4,6007 58,3333 91,3194

cumple Norma 1,0204 66,2427 67,0394

2.8 Criterios Éticos De La Investigación

Formular la pregunta ¿qué hace que una investigación sea considerada

ética? lleva implícito el reconocimiento de un juicio. El carácter ético de una

investigación es materia de discusión, análisis y evaluación. Una investigación no es

ética per-se, sino que lo es en función de determinados criterios que incluso pueden

variar en el tiempo. Por ejemplo, según el Código de Nuremberg sólo las personas

mentalmente competentes pueden ser sujetos de investigación, cuestión que fue

ampliada en la Declaración de Helsinki hacia las personas con discapacidad mental y

los menores de edad mediante la introducción del consentimiento del representante o

54

tutor legal. No sólo los criterios varían a través del tiempo, sino que además los mismos

criterios pueden ser interpretados en forma diferente. Una investigación puede ser

considerada como "ética" por algunas personas y como "no ética" por otras. La

evaluación ética consiste en un juicio realizado por seres humanos. Institucionalmente,

este juicio es efectuado por los miembros de los comités de ética. Sin embargo, puede

ser realizado también por el conjunto de los miembros de la sociedad a la cual éstos

pertenecen, abriendo el campo para el cuestionamiento de las decisiones y el debate

ético.

El proceso de investigación científica El estudio científico o

investigación científica puede ser conceptualizado de tres maneras diferentes: como

proceso, procedimiento y producto. La investigación científica, es un proceso social

donde entran en juego actores, recursos y activas interacciones entre las personas. Por

otra parte, es también un conjunto de procedimientos técnicos dirigidos a alcanzar

certeza acerca de los acontecimientos naturales o provocados por experimentación. La

habitual designación de estos procesos es método. La pregunta metodológica, es la clave

de la investigación científica, inicia el proceso y dirige el rumbo y trayecto de la

pesquisa, a través del desarrollo de un procedimiento para, finalmente, aportar un

producto concreto. Algunos de ellos son interés sólo de la comunidad científica y se

reflejan en sus valores, leyes naturales, conceptos e ideas presentados en libros, ensayos

y formulas. Es conveniente destacar que la reflexión ética puede apuntar a cada uno de

estos aspectos, los cuales se pueden examinar a la luz de tres puntos: La propia técnica:

refiriéndose al modo de aproximarse a métodos específicos, reconocidos por las

disciplinas como válidos para la formulación y resolución los problemas que se

presentan en el quehacer práctico. El mérito científico: Incluye la competencia para

indagar o proponer la generación de otras disciplinas; enriquece la discusión entre

55

expertos e incrementa el ámbito de conocimientos de una disciplina. El mérito social:

centrado en el tema de los beneficios, que aporta el incremento de conocimiento a las

comunidades locales. Los beneficios surgen derivados del éxito alcanzado y de las

propuestas sugeridas por los proyectos de investigación. La evaluación del primer punto

es interna a la comunidad, corresponde a la valoración que efectúan los pares, dentro de

una misma disciplina asignada, la comunidad de iguales. Solamente los expertos pueden

juzgar este aspecto, ya sea validando el problema de acuerdo con el estado del arte o de

la ciencia que ellos desarrollen en un campo establecido. La evaluación de la técnica,

puede ser ejercida solamente por la misma comunidad científica o tecnológica. El

segundo aspecto, es tema de la literatura científica en la comunidad de revisores

críticos. Ellos son las instituciones patrocinadoras, universidades y cuerpo de lectores

que confirmarán las exposiciones, los que se constituyen como miembros de la

comunidad científica y cuidan el mejor desarrollo y, en general, todos los aspectos del

trabajo científico. Este componente es el que debería ser la dimensión cultural de la

ciencia. El tercer punto, se dirige al valor social de un proyecto. Esto es, los beneficios

acumulados con su éxito, el reconocimiento de aquellos que ejecutaron el trabajo, de

aquellos que lo patrocinaron y de aquellos a quienes los resultados beneficiarán.

56

Capítulo 3

Resultados

3.1 antecedentes de la unidad de análisis o población

La visión desde el punto de vista social, la población que tendrá

cobertura con este Proyecto presenta poca variabilidad, ya que no encontramos sectores

de la comunidad con necesidades básicas insatisfechas (NBI), Desde el punto de vista

de usuarios de tecnología que requieren pilas y/o baterías, se observó que la diferencia

en el nivel de consumo reside en la cantidad de artefactos que se posee por familia, sean

televisores y/o equipos de audio con sus respectivos controles remotos, teléfonos

celulares, relojes, entre otros; pero en ningún caso, cualquiera sea la posición socio-

económica de la familia, se deja de tener por lo menos un artefacto que use pilas o

baterías.

Para el presente proyecto se ha tomado una muestra aleatoria de cuatro

manzanas con un promedio de 50 familias que son las residencias que generan los

desechos como son pilas de diferentes tamaños y calidad.

3.2 Diagnostico o estudio de campo:

La realización del proyecto de investigación permitirá que la información

debidamente procesada genere información pertinente y que las autoridades seccionales

tomen conciencia sobre la contaminación con metales pesados por los desechos tóxicos,

así como la población debe estar informada sobre estos peligros latentes. La utilización

de silos con los materiales como arcilla, zeolita y bagazo de caña, constituyen

herramientas en la lucha permanente para evitar mayores danos al entorno.

57

Capítulo 4

Discusión

4.1 Contrastación empírica:

Los metales pesados encontrados en el análisis de las muestras (Cd, Pb,

Cr, Cu, Li, Zn, NI, Fe) cuyas concentraciones en una muestra inicial (blanco) fue mayor

a la norma establecida permitida para cuerpo de agua.

Para nuestro silo 1 (sólo arcilla) podemos encontrar una concentración

promedio de Cd= 0,0512 mg/L; Pb= 0.1603 mg/L; Cr= 0.3982 mg/L; Cu= 0.7504 mg/L;

Li= 0,2823 mg/L; Zn= 4,1254 mg/L; Ni= 1.7502 mg/L y Fe= 9,9940 mg/L , cuyas

concentraciones son relativamente inferiores a la norma establecida (Cd=0,0200 mg/L;

Pb= 0.2000 mg/L; Cr= 0.5000 mg/L; Cu= 1,0000 mg/L; Li= 20.000 mg/L; Zn=5.0000

mg/L; Ni= 2,0000 mg/L; Fe= 10,0000 mg/L) lo cual nos indica un porcentaje de retención

de metales que aunque es relativamente bajo, es notable, esto no se limita al primer silo,

para el silo 2 (arcilla + ceolita) y 3 (arcilla + ceolita + bagazo de caña), se pudo obtener

un porcentaje de retención mayor.

Los silos 2 (arcilla + ceolita) y 3 (arcilla + ceolita + bagazo de caña)

presentan un mayor porcentaje de retención, esto debido a las propiedades de nuestro

mineral (ceolita) y bagazo de caña, siendo estos, Cd= 0.0231 mg/L; Pb= 0.0909 mg/L;

Cr= 0,1567 mg/L; Cu= 0,3199 mg/L; Li= 0,0499 mg/L; Zn= 1,8489 mg/L; Ni= 1,1110

mg/L y Fe= 6,0678 mg/L para el silo 1 (arcilla + ceolita ) y Cd= 0,0078 mg/L; Pb= 0,0712

mg/L; Cr= 0,1376 mg/L; Cu= 0,0855 mg/L; Li= 0,1069 mg/L; Zn= 0.7015 mg/L; Ni=

0,5820 mg/L y Fe= 3,2756 mg/L. Lo que nos indica un descenso importante en estas

concentraciones dentro de los cuerpos de agua.

58

4.2 Limitaciones:

Durante el desarrollo del proceso experimental para determinar la

concentración de metales pesados en los lixiviados se presentaron dificultades de orden

logisto así como de análisis, mención especial merece la falta de la lámpara de mercurio

para cuantificar este parámetro, falencia que fue generada por la falta de esta, para

realizar las mediciones en el espectrómetro de absorción atómica. Es necesario indicar

que otros indicadores como el pH, DBQ, DQO, dureza, tampoco se realizaron. La

determinación de la toxicidad en seres humanos, en especial de personas que trabajan en

las recicladoras no se efectuó por falta de equipos de última tecnología con alta

sensibilidad para estas mediciones y los elevados costos económicos operacionales.

Exponer las limitaciones del estudio.

4.3 Líneas de investigación:

La investigación de los contaminantes, especialmente los metales

pesados en las pilas generados por una muestra de los habitantes de la ciudadela

Guayacanes de la ciudad de Guayaquil, se enfoca en el medio ambiente. En los últimos

años, especialmente después del Acuerdo de Kioto (Japon, 1997), Convención de Rio

de Janeiro y la Cumbre de Paris, existe una corriente mayoritaria de la humanidad para

preservar el entorno, suelo, agua y aire de las emanaciones peligrosas, muchas veces

generadas por el desarrollo industrial galopante con la finalidad de abandonar el

subdesarrollo económico, social e industrial-tecnológico.

Producto de la realidad, se han visto las Universidades y por ende los

gobiernos en crear nuevas áreas del conocimiento, como Gestión Ambiental, Derecho y

59

Legislación Ambiental y Salud Ambiental entre otras. Estas nuevas áreas del

conocimiento se caracterizan por presentar un formato modular, en otras palabras son

áreas multidisciplinarias, transdisciplinarias e intradisciplinarias, que se fortalecen

mutuamente con conocimientos experimentales y teóricos, adquiridos en los

laboratorios y observación del entorno.

Estas áreas del conocimiento se han visto fortalecidas con el desarrollo y

mejoramiento de la sensibilidad para detectar los contaminantes, de equipos como el

espectrómetro de Absorción Atómica y del Espectrómetro de masas; que permiten

rastrear cantidades muy pequeñas, difíciles de ser medidas con equipos analíticos

tradicionales. Las debilidades pueden ser económicas, pues muchos gobiernos están

centrados en el extrativismo de minerales, el comercio y poco o nada con el cuidado del

suelo y los cuerpos de agua. A pesar de las premisas poco transparentes existe una

tendencia global y regional para preservar y mejorar el entorno ambiental para generar

una sociedad justa y de buen vivir.

Capítulo aparte merece el papel de la Alma Mater de la ciudad de

Guayaquil, que tiene la obligación moral de mantener el liderazgo con sus

conocimientos teóricos y prácticos y de investigación para fomentar y despertar el

interés de los gobiernos tanto centrales como locales que coadyuvan a mitigar los

problemas de contaminación ambiental.

Explorar las implicaciones de los resultados para futuras investigaciones.

4.4 Aspectos relevantes

El trabajo realizado en la presente investigación presenta diferencias y

semejanzas, podemos citar que existen muchos trabajos realizados que se centran en los

60

estudios sobre metales pesados en lixiviados, especialmente de rellenos sanitarios y

desechos industriales en diferentes regiones del continente, máxime cuando muchos

países han emprendido un desarrollo industrial acelerado, que lleva concomitante la

eliminación de desechos que en muchos casos se encuentran enlazados con xenobioticos

dependiendo del perfil de desarrollo.

La diferencia principal se puede enmarcar en que se investiga la

presencia de metales pesados en lixiviados generados por pilas abandonadas a la

intemperie, sometidas a degradación y lluvias en temporada invernal.

Destacar los aspectos más novedosos e importantes del estudio y las diferencias con los

referentes empíricos.

61

Capítulo 5

Propuesta

Existen varias propuestas tecnológicas en evaluación para un destino

ambientalmente seguro.

De las alternativas tecnológicas propuestas, se pueden mencionar:

Valores numéricos

Vertederos sanitarios temporales en cada zona y vertederos finales de

seguridad.

Reciclado de los constituyentes peligrosos. Sólo existen reciclado de plomo

Inmovilización de los residuos para evitar el derrame de los constituyentes

peligrosos. Esta tecnología admite varias variantes: la vitrificación,

encapsulado, cimentación y ceramización. El problema de estas propuestas

son el destino final que se daría a los productos obtenidos.

Exportación a otros países que dispongan tecnologías de reciclado de los

constituyentes peligrosos y aun no disponibles en Ecuador, ejemplo los focos

ahorradores que contienen mercurio se envían a Brasil.

Recolección diferenciada de Pilas. En este capítulo se propone una

recolección separada de los residuos orgánicos comunes de pilas y baterías

agotadas.

En relación a la disposición final, se plantea un almacenamiento transitorio

seguro en un local que debe ser generado especialmente para ello en cada

parroquia urbana de la ciudad de Guayaquil.

62

Elaborar un reglamento para que importadores tomen bajo su

responsabilidad la recolección, transporte y almacenamiento, así como

también la reutilización, reciclaje, tratamiento o disposición final más

adecuado de las pilas y baterías.

Este capítulo contiene la descripción del posible aporte o resultado del

investigador dentro de las áreas o campos del saber que se trate: El mismo se

construye sobre la base de los presupuestos teóricos abordados, el estado del

problema y los presupuestos metodológicos y tecnológicos afines al estado del arte.

Su aplicación debe conducir a la solución del problema científico declarado y el

objetivo general de la investigación. Además debe contener la validez de la

propuesta a partir de la utilización de métodos estadísticos que en correspondencia

con el enfoque o paradigma amerite. Se propone utilizar la consulta a especialistas

con el propósito de validar el nivel de pertinencia de la propuesta.

63

Conclusiones

Una vez finalizada la simulación para determinar de manera cualitativa y

cuantitativa la presencia de los metales pesados en los lixiviados recogidos durante el

invierno 2016 se puede llegar a las siguientes conclusiones:

a) Presencia de metales pesados en los lixiviados: cadmio, plomo, cromo, cobre,

litio, zinc, níquel y hierro.

b) En los silos simuladores se determinó la concentración de los metales pesados en

los lixiviados recolectados los días de lluvia, obteniendo como promedio: Cd=

0,0078 mg/L; Pb= 0,0712 mg/L; Cr= 0,1376 mg/L; Cu= 0,0855 mg/L; Li=

0,1069 mg/L; Zn= 0.7015 mg/L; Ni= 0,5820 mg/L y Fe= 3,2756 mg/L,

permitieron disminuir la concentración de los metales pesados a valores

inferiores a la norma establecida para cuerpos de agua.

c) El sistema implementado reportó una mayor capacidad de retención de los

metales pesados. Siendo el tercer cajo (arcilla + ceolita + bagazo de caña) el más

eficaz para la captación de dichos metales.

Recomendaciones

a) Ampliar las mediciones de metales pesados para otras parroquias urbanas.

b) Que el departamento de medio ambiente de M.I Municipalidad de Guayaquil

diseñe un plan de motivación integral para que la población adquiera conciencia

sobre como desechar correctamente las pilas agotadas.

c) Diseñar y construir vertederos especiales de acuerdo con las normas

internaciones para desalojar las pilas usadas.

d) Realizar monitoreo permanente en zonas de desarrollo industrial sobre la

presencia de metales pesados y su correcta disposición final.

64

e) Elaborar convenios entre la Municipalidad y el Ministerio de Salud Pública con

la finalidad de realizar muestreos en habitantes de la zona para determinar la

presencia de metales pesados y xenobioticos en organismos humanos.

f) Los datos obtenidos de esta investigación pueden ser considerados para futuros

trabajos que den como resultado nuevos aportes científicos.

65

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71

ANEXOS

Graficas de porcentajes de retención

CADMIO (Cd)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA

29 de DICIEMBRE DEL 2015 11,1111

06 de ENERO del 2016 10,0000

18 DE ENERO DEL 2016 10,9375

19 DE ENERO DEL 2016 10,8857

24 DE FEBRERO DEL 2016 10,5882

4 DE MARZO DEL 2016 10,3352

15 DE MARZO DEL 2016 10,3333

19 DE MARZO DEL 2016 10,7111

23 DE MARZO DEL 2016 9,1633

28 DE MARZO DEL 2016 8,5714

1 DE ABRIL DEL 2016 7,2727

15 DE ABRIL DEL 2016 6,9264

21 DE ABRIL DEL 2016 5,8201

25 DE ABRIL DEL 2016 4,7619

Grafico 1 , porcentaje de retención solo arcilla, Cd. La pendiente de esta grafica nos muestra la

saturación de metales con respecto al tiempo, en la ponderación podremos identificar el tiempo de vida

útil de la arcilla.

y = -0,4464x + 12,45R² = 0,7927

0,0000

2,0000

4,0000

6,0000

8,0000

10,0000

12,0000

14,0000

PORCENTAJE RETENCION Cd(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION

CON ARCILLA+ZEOLITA


06 de ENERO del 2016 47,8846

18 DE ENERO DEL 2016 46,6584

19 DE ENERO DEL 2016 42,1641


4 DE MARZO DEL 2016 43,3333

15 DE MARZO DEL 2016 41,1111

19 DE MARZO DEL 2016 40,2390

23 DE MARZO DEL 2016 39,4650

28 DE MARZO DEL 2016 31,8182

1 DE ABRIL DEL 2016 35,0649

15 DE ABRIL DEL 2016 25,9259

21 DE ABRIL DEL 2016 20,6349

25 DE ABRIL DEL 2016 20,6349

Grafico 2, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cd. Para la mezcla de arcilla con ceolita se nota un

cambio en el porcentaje de retención, el cual aumento gracias a las propiedades de la ceolita, también se

puede observar el deterioro en la capacidad de captación.

y = -1,9576x + 51,917R² = 0,80860,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cd(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA + ZEOLITA + BAGAZO


06 de ENERO del 2016 98,0769

18 DE ENERO DEL 2016 93,4286

19 DE ENERO DEL 2016 88,5294


4 DE MARZO DEL 2016 85,3333

15 DE MARZO DEL 2016 82,6667

19 DE MARZO DEL 2016 75,6972

23 DE MARZO DEL 2016 69,2857

28 DE MARZO DEL 2016 54,5455

1 DE ABRIL DEL 2016 52,3810

15 DE ABRIL DEL 2016 50,2646

21 DE ABRIL DEL 2016 47,0899

25 DE ABRIL DEL 2016 35,9788

Grafico 3, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cd. Al agregar el bagazo de la

caña de azúcar hemos podido obtener un porcentaje de retención mayor al del silo 2 (arcilla + ceolita),

lo que nos ayudara con una mayor efectividad del tratamiento.

y = -4,7832x + 108,31R² = 0,9445

0,0000

20,0000

40,0000

60,0000

80,0000

100,0000

120,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cd(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

PLOMO (Pb)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 19,8276

18 DE ENERO DEL 2016 19,4260

19 DE ENERO DEL 2016 19,5122


4 DE MARZO DEL 2016 19,2308

15 DE MARZO DEL 2016 19,1489

19 DE MARZO DEL 2016 19,0083

23 DE MARZO DEL 2016 18,3303

28 DE MARZO DEL 2016 18,6275

1 DE ABRIL DEL 2016 18,3673

15 DE ABRIL DEL 2016 18,0488

21 DE ABRIL DEL 2016 17,2152

25 DE ABRIL DEL 2016 17,0732

Grafico 4, porcentaje de retención, solo arcilla, Pb. La pendiente de esta grafica nos muestra la



y = -0,2072x + 20,361R² = 0,913

15,5000

16,0000

16,5000

17,0000

17,5000

18,0000

18,5000

19,0000

19,5000

20,0000

20,5000

PORCENTAJE DE RETENCIO Pb(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION

CON ARCILLA+ZEOLITA


06 de ENERO del 2016 91,8966

18 DE ENERO DEL 2016 82,7373

19 DE ENERO DEL 2016 75,6098


4 DE MARZO DEL 2016 70,6294

15 DE MARZO DEL 2016 53,9007

19 DE MARZO DEL 2016 60,3306

23 DE MARZO DEL 2016 67,3321

28 DE MARZO DEL 2016 60,7843

1 DE ABRIL DEL 2016 58,7514

15 DE ABRIL DEL 2016 48,7805

21 DE ABRIL DEL 2016 54,4304

25 DE ABRIL DEL 2016 55,8537

Grafico 5, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Pb. Para la mezcla de arcilla con ceolita

se nota un cambio en el porcentaje de retención, el cual aumento gracias a las propiedades de la ceolita,

también se puede observar el deterioro en la capacidad de captación.

y = -2,7677x + 87,14R² = 0,7248

0,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

70,0000

80,0000

90,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Pb(ARCILLA + CEOLITA)

fecha % RETENCION CON ARCILLA + ZEOLITA

+ BAGAZO


06 de ENERO del 2016 94,6552

18 DE ENERO DEL 2016 77,9249

19 DE ENERO DEL 2016 79,2683


4 DE MARZO DEL 2016 65,5594

15 DE MARZO DEL 2016 65,9574

19 DE MARZO DEL 2016 61,1570

23 DE MARZO DEL 2016 89,1107

28 DE MARZO DEL 2016 73,1373

1 DE ABRIL DEL 2016 58,1633

15 DE ABRIL DEL 2016 75,1220

21 DE ABRIL DEL 2016 69,6203

25 DE ABRIL DEL 2016 70,7317

Grafico 6, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Pb. Al agregar el

bagazo de la caña de azúcar hemos podido obtener un porcentaje de retención mayor al del silo 2

(arcilla + ceolita), lo que nos ayudara con una mayor efectividad del tratamiento.

y = -2,8519x + 96,02R² = 0,7959

0,0000

20,0000

40,0000

60,0000

80,0000

100,0000

120,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Pb(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

CROMO (Cr)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 8,4483

18 DE ENERO DEL 2016 8,1569

19 DE ENERO DEL 2016 8,0000


4 DE MARZO DEL 2016 7,7963

15 DE MARZO DEL 2016 7,3782

19 DE MARZO DEL 2016 7,1011

23 DE MARZO DEL 2016 7,0062

28 DE MARZO DEL 2016 6,9133

1 DE ABRIL DEL 2016 6,5205

15 DE ABRIL DEL 2016 6,4437

21 DE ABRIL DEL 2016 6,2713

25 DE ABRIL DEL 2016 6,2041

Grafico 7, porcentaje de retención, solo arcilla, Cr. La pendiente de esta grafica nos muestra la



y = -0,1946x + 8,7995R² = 0,9877

0,00001,00002,00003,00004,00005,00006,00007,00008,00009,0000

10,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cr(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION CON

ARCILLA+ZEOLITA 29 de DICIEMBRE DEL 2015

85,0000

06 de ENERO del 2016 85,0000

18 DE ENERO DEL 2016 80,0000

19 DE ENERO DEL 2016 74,0000


4 DE MARZO DEL 2016 72,4116

15 DE MARZO DEL 2016 67,9350

19 DE MARZO DEL 2016 60,7865

23 DE MARZO DEL 2016 54,5672

28 DE MARZO DEL 2016 52,5000

1 DE ABRIL DEL 2016 61,6438

15 DE ABRIL DEL 2016 50,6792

21 DE ABRIL DEL 2016 68,2282

25 DE ABRIL DEL 2016 48,4490

Grafico 8, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cr. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -2,5944x + 86,29R² = 0,7674

0,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

70,0000

80,0000

90,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cr(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION



06 de ENERO del 2016 92,9310

18 DE ENERO DEL 2016 85,4118

19 DE ENERO DEL 2016 80,6000


4 DE MARZO DEL 2016 74,1996

15 DE MARZO DEL 2016 70,8817

19 DE MARZO DEL 2016 65,8652

23 DE MARZO DEL 2016 60,4256

28 DE MARZO DEL 2016 59,7194

1 DE ABRIL DEL 2016 56,7397

15 DE ABRIL DEL 2016 55,3466

21 DE ABRIL DEL 2016 48,2433

25 DE ABRIL DEL 2016 40,5714

Grafico 9, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cr. Al agregar el



COBRE (Cu)

y = -4,051x + 99,766R² = 0,9817

0,0000

20,0000

40,0000

60,0000

80,0000

100,0000

120,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cr(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 8,3182

18 DE ENERO DEL 2016 8,0000

19 DE ENERO DEL 2016 7,9016


4 DE MARZO DEL 2016 7,3760

15 DE MARZO DEL 2016 7,7079

19 DE MARZO DEL 2016 7,0052

23 DE MARZO DEL 2016 6,8966

28 DE MARZO DEL 2016 6,5092

1 DE ABRIL DEL 2016 6,0278

15 DE ABRIL DEL 2016 5,6962

21 DE ABRIL DEL 2016 3,5881

25 DE ABRIL DEL 2016 3,4523

Grafico 10, porcentaje de retención, solo arcilla, Cu. La pendiente de esta grafica nos muestra

la saturación de metales con respecto al tiempo, en la ponderación podremos identificar el tiempo de

vida útil de la arcilla.

y = -0,3486x + 9,3721R² = 0,8375

0,00001,00002,00003,00004,00005,00006,00007,00008,00009,0000

10,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cu(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION

CON ARCILLA+ZEOLITA


06 de ENERO del 2016 83,8182

18 DE ENERO DEL 2016 86,4800

19 DE ENERO DEL 2016 80,3934


4 DE MARZO DEL 2016 71,6000

15 DE MARZO DEL 2016 68,1910

19 DE MARZO DEL 2016 65,1042

23 DE MARZO DEL 2016 61,5931

28 DE MARZO DEL 2016 57,4127

1 DE ABRIL DEL 2016 58,3261

15 DE ABRIL DEL 2016 50,2278

21 DE ABRIL DEL 2016 45,2479

25 DE ABRIL DEL 2016 40,6963

Grafico 11, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Cu. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -3,5794x + 93,437R² = 0,9784

0,000010,000020,000030,000040,000050,000060,000070,000080,000090,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cu(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION



91,8333

06 de ENERO del 2016 91,4545

18 DE ENERO DEL 2016 90,2800

19 DE ENERO DEL 2016 90,5402


4 DE MARZO DEL 2016 83,6000

15 DE MARZO DEL 2016 86,5169

19 DE MARZO DEL 2016 75,6430

23 DE MARZO DEL 2016 70,7586

28 DE MARZO DEL 2016 71,4661

1 DE ABRIL DEL 2016 73,6539

15 DE ABRIL DEL 2016 69,8734

21 DE ABRIL DEL 2016 70,1123

25 DE ABRIL DEL 2016 59,3505

Grafico 12, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Cu. Al agregar el



91,833391,454590,280090,540284,000083,600086,5169

75,643070,758671,466173,653969,873470,1123

59,3505

y = -2,3538x + 96,874R² = 0,9034

0,000010,000020,000030,000040,000050,000060,000070,000080,000090,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Cu(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

LITIO (Li)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 27,0000

18 DE ENERO DEL 2016 26,5306

19 DE ENERO DEL 2016 26,4706


4 DE MARZO DEL 2016 25,0000

15 DE MARZO DEL 2016 24,1667

19 DE MARZO DEL 2016 22,1212

23 DE MARZO DEL 2016 21,4373

28 DE MARZO DEL 2016 20,9302

1 DE ABRIL DEL 2016 19,8444

15 DE ABRIL DEL 2016 19,3548

21 DE ABRIL DEL 2016 18,9964

25 DE ABRIL DEL 2016 24,7312

Grafico 13, porcentaje de retención, solo arcilla, Li. La pendiente de esta grafica nos muestra la



y = -0,6241x + 28,283R² = 0,6963

0,0000

5,0000

10,0000

15,0000

20,0000

25,0000

30,0000

35,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Li(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION CON

ARCILLA+ZEOLITA 29 de DICIEMBRE DEL 2015

93,2000

06 de ENERO del 2016 0,0000

18 DE ENERO DEL 2016 25,1701

19 DE ENERO DEL 2016 69,8824


4 DE MARZO DEL 2016 64,0000

15 DE MARZO DEL 2016 33,3333

19 DE MARZO DEL 2016 39,3939

23 DE MARZO DEL 2016 52,4970

28 DE MARZO DEL 2016 16,2791

1 DE ABRIL DEL 2016 21,7899

15 DE ABRIL DEL 2016 28,3154

21 DE ABRIL DEL 2016 31,8996

25 DE ABRIL DEL 2016 28,3154

Grafico 14, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Li. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -2,0523x + 73,925R² = 0,8999

0,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

70,0000

80,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Li(ARCILLA + CEOLITA)

fecha % RETENCION



93,0000

06 de ENERO del 2016 94,2857

18 DE ENERO DEL 2016 91,2857

19 DE ENERO DEL 2016 80,6471


4 DE MARZO DEL 2016 74,0000

15 DE MARZO DEL 2016 50,0000

19 DE MARZO DEL 2016 54,2424

23 DE MARZO DEL 2016 65,6395

28 DE MARZO DEL 2016 53,4884

1 DE ABRIL DEL 2016 40,8560

15 DE ABRIL DEL 2016 45,5197

21 DE ABRIL DEL 2016 46,2366

25 DE ABRIL DEL 2016 46,2366

Grafico 15, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Li. Al agregar el



y = -4,1945x + 95,821R² = 0,835

0,000010,000020,000030,000040,000050,000060,000070,000080,000090,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Li(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

ZINC (Zn)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 5,1000

18 DE ENERO DEL 2016 4,8015

19 DE ENERO DEL 2016 4,6012


4 DE MARZO DEL 2016 4,3015

15 DE MARZO DEL 2016 4,2013

19 DE MARZO DEL 2016 4,1986

23 DE MARZO DEL 2016 4,0102

28 DE MARZO DEL 2016 3,8954

1 DE ABRIL DEL 2016 4,3076

15 DE ABRIL DEL 2016 3,5806

21 DE ABRIL DEL 2016 3,3651

25 DE ABRIL DEL 2016 3,2922

Grafico 16, porcentaje de retención, solo arcilla; Zn. La pendiente de esta grafica nos muestra

la saturación de metales con respecto al tiempo, en la ponderación podremos identificar el tiempo de

vida útil de la arcilla.

y = -0,1411x + 5,3227R² = 0,9103

0,0000

1,0000

2,0000

3,0000

4,0000

5,0000

6,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Zn(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION

CON ARCILLA+ZEOLITA


06 de ENERO del 2016 65,7037

18 DE ENERO DEL 2016 60,6641

19 DE ENERO DEL 2016 57,4708


4 DE MARZO DEL 2016 53,6941

15 DE MARZO DEL 2016 54,1593

19 DE MARZO DEL 2016 52,2246

23 DE MARZO DEL 2016 58,1888

28 DE MARZO DEL 2016 54,4918

1 DE ABRIL DEL 2016 50,8874

15 DE ABRIL DEL 2016 49,5953

21 DE ABRIL DEL 2016 55,7167

25 DE ABRIL DEL 2016 50,0000

Grafico 17, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Zn. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -1,0828x + 64,316R² = 0,6365

0,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

70,0000

80,0000

PORCENTAJE DE RETENCION(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION



06 de ENERO del 2016 95,0000

18 DE ENERO DEL 2016 94,0153

19 DE ENERO DEL 2016 89,5331


4 DE MARZO DEL 2016 88,0000

15 DE MARZO DEL 2016 82,2301

19 DE MARZO DEL 2016 85,2030

23 DE MARZO DEL 2016 80,4388

28 DE MARZO DEL 2016 77,2313

1 DE ABRIL DEL 2016 77,5106

15 DE ABRIL DEL 2016 74,1642

21 DE ABRIL DEL 2016 74,6847

25 DE ABRIL DEL 2016 72,3937

Grafico 18, porcentaje de retención, arcilla, ceolita, bagazo de caña, Zn. Al agregar el



y = -1,8088x + 96,942R² = 0,9173

0,000010,000020,000030,000040,000050,000060,000070,000080,000090,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Zn(ARCILLA + CEOLITA + BEGAZO DE CAÑA )

NIQUEL (NI)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 4,8734

18 DE ENERO DEL 2016 4,5802

19 DE ENERO DEL 2016 4,2000


4 DE MARZO DEL 2016 4,3726

15 DE MARZO DEL 2016 4,1027

19 DE MARZO DEL 2016 4,0024

23 DE MARZO DEL 2016 3,3491

28 DE MARZO DEL 2016 3,6513

1 DE ABRIL DEL 2016 3,1941

15 DE ABRIL DEL 2016 3,0062

21 DE ABRIL DEL 2016 2,5732

25 DE ABRIL DEL 2016 2,6070

Grafico 19, porcentaje de retención, solo arcilla, Ni. La pendiente de esta grafica nos muestra la



y = -0,1781x + 5,1501R² = 0,9316

0,0000

1,0000

2,0000

3,0000

4,0000

5,0000

6,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Ni(SOLO ARCILLA)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA+ZE

OLITA


06 de ENERO del 2016 87,4672

18 DE ENERO DEL 2016 82,3529

19 DE ENERO DEL 2016 88,1818


4 DE MARZO DEL 2016 77,1698

15 DE MARZO DEL 2016 70,9189

19 DE MARZO DEL 2016 77,2760

23 DE MARZO DEL 2016 74,7872

28 DE MARZO DEL 2016 67,1759

1 DE ABRIL DEL 2016 68,2473

15 DE ABRIL DEL 2016 68,4478

21 DE ABRIL DEL 2016 52,0871

25 DE ABRIL DEL 2016 58,3333

Grafico 20, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Ni. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -2,5669x + 94,052R² = 0,8787

0,000010,000020,000030,000040,000050,000060,000070,000080,000090,0000

100,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Ni(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION



94,2857 06 de ENERO del 2016 94,1458

18 DE ENERO DEL 2016 97,1698

19 DE ENERO DEL 2016 86,3636


4 DE MARZO DEL 2016 80,9906

15 DE MARZO DEL 2016 74,5405

19 DE MARZO DEL 2016 76,2951

23 DE MARZO DEL 2016 75,6808

28 DE MARZO DEL 2016 74,0387

1 DE ABRIL DEL 2016 71,8100

15 DE ABRIL DEL 2016 70,1873

21 DE ABRIL DEL 2016 71,8100

25 DE ABRIL DEL 2016 71,3194

Grafico 21, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Ni. Al agregar el



y = -2,1192x + 96,243R² = 0,8648

0,0000

20,0000

40,0000

60,0000

80,0000

100,0000

120,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Ni(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

HIERRO (Fe)

fecha

% RETENCION

CON ARCILLA


06 de ENERO del 2016 2,8632

18 DE ENERO DEL 2016 2,6827

19 DE ENERO DEL 2016 2,3000


4 DE MARZO DEL 2016 1,9861

15 DE MARZO DEL 2016 1,9288

19 DE MARZO DEL 2016 1,8904

23 DE MARZO DEL 2016 1,7540

28 DE MARZO DEL 2016 1,6808

1 DE ABRIL DEL 2016 1,4763

15 DE ABRIL DEL 2016 1,0927

21 DE ABRIL DEL 2016 1,3109

25 DE ABRIL DEL 2016 1,0204

Grafico 22, porcentaje de retención, solo arcilla, Fe. La pendiente de esta grafica nos muestra la



y = -0,1523x + 3,1001R² = 0,9471

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

3,5000

PORCENTAJE DE RETENCION Fe(SOLO ARCILLA)

fecha % RETENCION

CON ARCILLA+ZEOLITA


77,6087

06 de ENERO del 2016 78,0645

18 DE ENERO DEL 2016 73,0742

19 DE ENERO DEL 2016 67,3016

24 DE FEBRERO DEL 2016

69,8410

4 DE MARZO DEL 2016 71,4163

15 DE MARZO DEL 2016 62,1240

19 DE MARZO DEL 2016 67,4671

23 DE MARZO DEL 2016 58,5298

28 DE MARZO DEL 2016 61,9519

1 DE ABRIL DEL 2016 61,8310

15 DE ABRIL DEL 2016 61,5353

21 DE ABRIL DEL 2016 59,0290

25 DE ABRIL DEL 2016 56,2427

Grafico 23, porcentaje de retención, arcilla + ceolita, Fe. Para la mezcla de arcilla con ceolita



y = -1,543x + 77,716R² = 0,838

0,0000

10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000

60,0000

70,0000

80,0000

90,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Fe(ARCILLA + CEOLITA)

fecha

% RETENCION



98,4015

06 de ENERO del 2016 96,2581

18 DE ENERO DEL 2016 96,2581

19 DE ENERO DEL 2016 92,0635


4 DE MARZO DEL 2016 85,2361

15 DE MARZO DEL 2016 87,2675

19 DE MARZO DEL 2016 79,4737

23 DE MARZO DEL 2016 75,1436

28 DE MARZO DEL 2016 73,2981

1 DE ABRIL DEL 2016 72,7401

15 DE ABRIL DEL 2016 65,8645

21 DE ABRIL DEL 2016 65,7015

25 DE ABRIL DEL 2016 67,0394

Grafico 24, porcentaje de retención, arcilla + ceolita + bagazo de caña, Fe. Al agregar el



y = -2,8313x + 103,2R² = 0,9616

0,0000

20,0000

40,0000

60,0000

80,0000

100,0000

120,0000

PORCENTAJE DE RETENCION Fe(ARCILLA + CEOLITA + BAGAZO DE CAÑA)

Dr. David Chóez Criollo

Químico Analista

Sta. María de Casa Grande Mz.H V.5

Teléfonos 6001608 - 0997498180

Análisis de : 24 muestras de aguas lluvias contaminados por pilas

Solicitado por : Proyecto de tesis de maestría

Atención de : Tesista: ING. JOSE M. CARDENAS TAPIA

Parámetros : Cd. Li, Fe, Cu, Pb, Zn, Cr, Ni

Fecha : 24 de febrero del 2016

R e s u l t a d o s

Muestras de agua

Cd Pb Cr Cu Li Zn Ni Fe Unidades

mg/L composicion

del suelo

29 de diciembre del 2015

1 0,0900 0,2800 0,5210 1,0989 3,5680 5,4868 3,3290 15,1323

solo arcilla

2 0,0700 0,2500 0,4200 0,8000 0,3400 4,7600 0,2900 14,4500

arcilla y zeolita

3 0,0050 0,0038 0,0068 0,0098 0,3500 0,2900 0,2000 0,2500 arcilla , zeolida +

bagazo caña 18 de enero del 2016

4 0,3119 0,3650 0,4684 1,1500 0,0108 4,9884 2,0229 13,7704 solo arcilla

5 0,0380 0,3500 0,2600 0,1690 0,0110 2,6900 1,9500 12,3000

arcilla y zeolita

6 0,0230 0,1000 0,1000 0,0590 0,0100 2,2000 1,1200 5,8900 arcilla ,

zeolida + bagazo caño

19 de enero del 2016

7 0,0304 0,3300 0,4600 1,1236 0,0125 4,9350 2,1076 12,3102 solo arcilla

8 0,0023 0,1000 0,3900 1,0200 0,0051 2,7000 1,3600 7,9000

arcilla y zeolita

9 0,0039 0,0850 0,2870 0,0660 0,0140 2,0800 0,5200 4,7800 arcilla ,


24 de febrero del 2016

10 0,0321 0,2600 0,4972 1,2922 0,0178 4,1000 2,3328 11,0736 solo arcilla

11 0,0200 0,1300 0,0300 0,5200 0,0200 2,1500 1,8700 6,8100

arcilla y zeolita

12 0,0049 0,1000 1,0000 0,2200 0,0170 1,2100 0,8200 4,2100 arcilla ,


29 de febrero del 2016

13 0,002 0,013 0,0075 0,0043 0,1 0,15 0,0075 0,02 solo arcilla

14 0,002 0,013 0,01 0,007 0,06 0,16 0,0075 0,65 arcilla y zeolita

15 0,0015 0,01 0,01 0,013 0,17 0,16 0,005 0,84 arcilla ,


4 de marzo del 2016

16 0,0269 0,2310 0,4435 1,1578 0,0375 4,4117 2,0730 9,1349 solo arcilla

17 0,0200 0,0840 0,0750 0,4800 0,0180 1,8120 1,6500 5,4600

arcilla y zeolita

18 0,0044 0,0985 0,0520 0,1800 0,0080 0,0900 0,6150 3,2400 arcilla ,


15 de marzo del 2016

19 0,0201 0,1140 0,3992 0,8214 0,0091 4,3301 1,7741 8,5420 solo arcilla

20 0,0200 0,0650 0,0820 0,3900 0,0080 1,6200 1,2780 4,1700

arcilla y zeolita

21 0,0039 0,0480 0,0480 0,1200 0,0060 0,0800 0,8410 2,8510 arcilla ,


19 de marzo del 2016

22 0,023 0,098 0,413 0,714 0,026 4,052 1,607 8,948 solo arcilla

23 0,002 0,010 0,003 0,005 0,020 0,130 0,005 0,200

arcilla y zeolita

24 0,006 0,047 0,063 0,109 0,015 0,076 0,077 2,784 arcilla ,


LIMITES DE DETECCION

Muestras de agua Cd Pb Cr Cu Li Zn Ni Fe

Unidades mg/L

0.025 0.5 0.1 0.08 0.035 0.018 0.15 0.12

AAS = Espectrofotometría de Absorción atómica con estándares certificados. Equipo; Perkin- Elmer Modelo 3030B

DR. DAVID CHOEZ CRIOLLO Químico –Analista Reg. Prof. # 317

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA...

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