ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y AQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO
TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO CIVIL
ESTUDIO TÉCNICO PARA UN CONFINAMIENTO DE RESIDUOS PELIGROSOS, EN EL ESTADO DE HIDALGO
PRESENTA: RENÉ TRUJILLO LINARES
ASESOR: ING. MARÍA VICTORIA SÁNCHEZ RODRÍGUEZ
AÑO: 2004 SUBDIRECCIÓN ACADEMICA
POLITÉCNICO NACIONAL POR EL APOYO EN MI PREPARACIÓN COMO PROFESIONISTA, ASÍ COMO A
LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA.
A MIS PADRES Y HERMANA, POR TODO EL APOYO BRINDADO.
A LA ING. MARÍA VICTORIA SÁNCHEZ RODRÍGUEZ.
GRACIAS A LOS INGENIEROS LUCIO ROSALES RAMÍREZ, ROSALIA
PÉREZ DELGADO Y JOSÉ ABRAHAM CAFFANI G.
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN OBJETIVOS
METODOLOGÍA
I DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS 1
I.1 Definición de residuo peligroso 1
I.2 Criterios empleados en México para clasificar un residuo como peligroso 1 I.3 Estimación sobre la generación residuos industriales peligrosos en México 2
I.4 RIMSA en México 4
I.5 Importancia de la construcción de sitios destinados para el confinamiento 4 controlado de residuos peligrosos
II MARCO REFERENCIAL 5
II.1 Ubicación regional 5
II.2 Ubicación local 6
II.3 Fisiografía 7
II.4 Aspectos socioeconómicos 9
II.4.1 Población 9
II.4.2 Índice de pobreza según CONAPO 9
II.4.3 Vivienda 9
II.4.4 Vías de comunicación 10
II.4.5 Medios de comunicación 10
II.4.6 Salud 10
II.4.7 Educación 10
II.4.8 Actividades productivas 10
II.5 Vías de comunicación 12
II.6 Crecimiento de centros de población 14
III ASPECTOS TEÓRICOS RELEVANTES 16
III.1 Geología 16
III.2 Geohidrología 19
III.2.1 Cuestión acuífera en la zona de estudio 22
III.3 Hidrología 25
III.3.1 Hidrología regional 25
III.3.2 Cuenca de estudio 26
III.3.3 Escurrimiento 27
III.3.4 Gasto máximo 29
III.3.5 Riesgo de inundación 38
III.3.6 Ubicación de corrientes en la zona de estudio 41
III.4.3 Temperatura 45
III.4.4 Precipitación 46
III.4.5 Evaporación y evapotranspiración 47
III.4.6 Relación precipitación-evaporación 51
III.4.7 Heladas y nevadas 52
III.4.8 Vientos 52
III.5 Sismicidad 54
III.6 Aspectos topográficos 57
III.7 Edafología 60
III.7.1 Suelos 60
III.7.2 Cartografía de suelos 61
III.7.3 Clasificación de suelos en la zona de estudio 61
IV ASPECTOS ECOLÒGICOS 64
V CELDAS EN LOS CONFINAMIENTOS 69
VI MARCO JURÍDICO 77
VII CONCLUSIONES 80
VIII RECOMENDACIONES 83
BIBLIOGRAFÍA
ANTECEDENTES
La falta de infraestructura que permita el tratamiento integral de los residuos industriales peligrosos y no peligrosos, ha provocado que sólo el 5% de un total aproximado de 8 millones de toneladas por año, sean confinados adecuadamente;
los demás, del orden de 7.6 millones de toneladas, son dispuestos de forma inadecuada o en el mejor de los casos están almacenados en los sitios en donde fueron generados.
Esta situación ha provocado que exista una gran cantidad de contaminantes en el medio ambiente, lo cual está estrechamente asociado a que sólo existe un confinamiento controlado que da servicios a terceros, y está ubicado a aproximadamente 1,000 Km. de la Ciudad de México, en el Municipio de Minas (ver figura No. 1), Estado de Nuevo León.
Figura No. 1 Ubicación del Municipio de Mina, Nuevo León
Por lo antes expuesto se busco en el estado de Hidalgo un sitio idóneo en donde se pudiera instalar un Complejo Medioambiental en la región centro del país, ya que en esta se generan alrededor del 60% del total de los residuos industriales de México.
Se realizaron estudios de carácter estatal para conocer a esta escala (estatal), las regiones naturales que tendrían mayor facilidad para cumplir con la norma que establece las características que debe tener un sitio en donde se vaya a realizar un confinamiento de residuos peligrosos (NOM-055-ECOL-1993).
Se concluyo que en el Municipio de Zimapán ubicado en el estado de Hidalgo, desde el punto de vista técnico la región es favorable, además de que en el aspecto económico se presenta como una atractiva inversión en esta zona, ya que actualmente se tiene un alto índice de emigración hacia los Estados Unidos de Norteamérica por la falta de empleo.
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Este trabajo responde a la necesidad de resolver la problemática que se genera en México, debido a los desechos peligrosos, en donde diariamente miles de toneladas de residuos peligrosos se manejan, sin que se tenga un solo lugar de confinamiento y disposición final de estos,
Es por ello que al elaborar esta tesis , pretendo dar una mayor divulgación a la construcción de confinamientos controlados en los diferentes estados de la República Mexicana, de tal forma que permita a los generadores de residuos peligrosos contar con un lugar cercano, ya que en la actualidad solo existe un sólo sitio para confinar los desechos peligrosos.
Lo anterior tendrá como resultado, que a los residuos peligrosos se les de un tratamiento, con las leyes, reglamentos y normas oficiales mexicanas.
OBJETIVOS
Entre los objetivos que se persiguen es el dar respuesta a las especificaciones que se piden dentro de la norma oficial mexicana NOM-055-ECOL-1993, que establece los requisitos que deben reunir los sitios destinados al confinamiento controlado de residuos peligrosos, excepto de los radiactivos, y que son los siguientes:
¾ Geohidrológicos
Ubicarse preferentemente en una zona que no tenga conexión con acuíferos.
De no cumplirse la condición anterior, el acuífero subyacente debe estar a una profundidad mínima de 200 metros.
En caso de no cumplirse las condiciones anteriores, el acuífero subyacente debe ser un acuífero confinado y las características del material ubicado entre éste y la superficie, deben ser tales que cualquier elemento contaminante quede retenido en él antes de llegar al acuífero.
El tiempo de flujo de la superficie al manto freático debe ser mayor de 300 años.
¾ Hidrología superficial
Ubicarse fuera de llanuras de inundación con un período de retorno de 10,000 años delimitado con un ajuste de tipo Gumbell (Springall, 1980).
Estar alejado en desnivel 20 metros a partir del fondo del cauce de corrientes con un escurrimiento medio anual mayor de 100 metros cúbicos.
Estar alejado longitudinalmente 500 metros a partir del centro del cauce de cualquier corriente superficial, ya sea permanente o intermitente, sin importar su magnitud.
La cuenca de aportación hasta el sitio debe ser en lo posible, pequeña y cerrada.
De no cumplirse la condición anterior, debe ubicarse dentro de la cuenca hidrológica aguas abajo de asentamientos humanos mayores de 10,000 habitantes y de zonas con una densidad industrial mayor de 50 industrias.
¾ Ecológicos
Ubicarse fuera de las zonas que comprende el Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas y de las zonas del patrimonio cultural.
Ubicarse en áreas en donde no represente un peligro para las especies protegidas o en peligro de extinción, o en aquéllas en las que el impacto ambiental sea mínimo para los recursos naturales.
¾ Climáticos
Ubicarse en zonas en donde se evite que los vientos dominantes transporten las posibles emanaciones a los centros de población y sus asentamientos humanos.
La porción de la lluvia promedio diaria susceptible de infiltrarse, calculada a partir del coeficiente de escurrimiento promedio diario, debe ser menor que la capacidad de campo del terreno.
Evitar regiones con intensidad de precipitación media anual mayor de 2,000 milímetros.
La evaporación promedio mensual, debe ser al menos el doble de la lluvia promedio mensual.
¾ Crecimiento de centros de población
La distancia del límite del centro de población debe ser como mínimo de 25 kilómetros para poblaciones mayores de 10,000 habitantes con proyección al año 2010.
La distancia del límite del centro de población debe ser como mínimo de 15 kilómetros para poblaciones entre 5,000 y 10,000 habitantes con proyección al año 2010.
¾ Sísmicos
Ubicarse preferentemente en zona asísmica.
De no cumplirse la condición anterior, el riesgo sísmico debe ser mínimo por lo que no deben haberse registrado más de cuatro sismos de magnitud mayores de 7 grados en la escala de Richter en los últimos 100 años.
¾ Topográficos
La pendiente media del terreno natural del sitio de confinamiento no debe ser menor de 5 por ciento, ni mayor de 30 por ciento.
¾ Acceso
El camino de acceso que une al sitio con las vías principales de comunicación debe ser transitable en todo tiempo y estar en buenas condiciones de seguridad. El sitio debe localizarse a no menos de 500 metros de vías de comunicación federal o estatal.
METODOLOGÍA
La metodología para la realización de la siguiente tesis profesional será:
1. Se desarrollarán los temas principales que involucran a la norma NOM-055- ECOL-1993, que son:
Geohidrología: la cual se desarrollará con apoyo de estudios realizados por la Comisión Federal de Electricidad, de la zonificación de acuíferos realizado por la Comisión Nacional del Agua.
Hidrología: esta se desarrollará a partir de la cartografía del INEGI, y de métodos hidrológicos que apliquen.
Ecología: esta se elaborará a partir de la zonificación de áreas naturales protegidas que tenga la SEMARNAT y el estado correspondiente.
Climatología: la cual se desarrollará con apoyo de datos de las estaciones climatológicas a cargo de la Comisión Nacional del Agua, en el Servicio Meteorológico Nacional, y de la cartografía del INEGI.
Crecimiento de centros de población: se elaborará con datos de censos de población y vivienda realizados por el INEGI.
Sísmica: se desarrollará con apoyo de la base datos del Servicio Sismológico Nacional.
Topografía: se desarrollará con apoyo de la carta topográfica del INEGI en formato DXF y TIF.
Accesos: se desarrollará con apoyo de las cartas topográficas del INEGI.
2. Además de los temas antes mencionados, se analizarán los siguientes puntos:
Los aspectos socioeconómicos en general de la zona de estudio.
Las características en general de los residuos peligrosos, con datos que se obtendrán de la SEMARNAT.
Edafología: con apoyo de la cartografía del INEGI.
El marco jurídico vigente aplicable en la autorización, construcción y manejo de confinamientos controlados.
Las características de las celdas en los confinamientos controlados en base a la NOM-057-ECOL-1993.
I DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS I.1 Definición de residuo peligroso
De acuerdo con la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA), se define como residuo peligroso a “todos aquellos residuos, en cualquier estado físico, que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológico-infecciosas, representen un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente”.
Algunos ejemplos de residuos tóxicos y peligrosos son los productos farmacéuticos, los aceites usados o las pilas con mercurio. Los principales componentes que dan a los residuos su carácter peligroso son: metales pesados, cianuros, dibenzo-p-dioxinas, biocidas y productos fitosanitarios, éteres, amianto, hidrocarburos aromáticos policíclicos, fósforo y sus derivados, y compuestos inorgánicos del flúor. Las actividades principales que generan este tipo de residuos son: la minería, la energía nuclear y la industria en general (papelera, química o siderúrgica, entre otras). Los sistemas básicos de gestión de los residuos tóxicos y peligrosos son: la incineración, el tratamiento físico-químico, el depósito de seguridad y la recuperación o reciclaje.
En el tema de la generación de residuos peligrosos, la Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales es la encargada de vigilar las cuestiones ambientales en México, ha establecido las formas del manejo de los residuos en general, pudiéndose consultar esta información en su página www.semarnat.gob.mx, de la cual se tomaron algunas de las cuestiones mencionadas en este capítulo.
I.2 Criterios empleados en México para clasificar un residuo como peligroso La Norma Oficial Mexicana, NOM-052-ECOL-1993, que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen peligroso a un residuo por su toxicidad al ambiente, permite al generador identificar si sus desechos son peligrosos a partir de los criterios que se resumen a continuación:
Presencia de sustancias tóxicas en cantidades establecidas consideradas como límites máximos permisibles.
Generación de residuos en giros industriales y procesos partículares.
Generación de residuos en fuentes no específicas.
Generación de residuos derivados del empleo de materias primas peligrosas en la producción de pinturas.
Generación de residuos, bolsas o envases de materias primas peligrosas empleadas en la producción de pinturas.
La identificación de características peligrosas de los residuos es mediante una prueba de laboratorio que determina si son corrosivos, radiactivos, explosivos, tóxicos, inflamables o biológico-infecciosos (análisis CRETIB).
Los residuos peligrosos clasificados conforme los cinco primeros criterios, se denominan residuos por definición y las sustancias tóxicas que hacen a un residuo peligroso, como las corrientes de residuos que pueden provenir de los distintos procesos de los que se hace mención, y que aparecen en los listados que complementan la norma.
I.3 Estimación sobre la generación de residuos industriales peligrosos en México
En México a través del tiempo se han llevado a cabo diferentes formas de estimar la generación de residuos peligrosos; en 1994 se realizó una estimación del volumen anual de generación de residuos peligrosos, utilizando como referencia las estimaciones realizadas en Ontario, Canadá, acerca de la generación de los diversos giros que componen su industria y asumiendo que las empresas mexicanas de los mismos giros generarían volúmenes semejantes. A partir de esa estimación, se calculó que en México deberían estarse generando alrededor de 8 millones de toneladas anuales de residuos peligrosos.
Entre 1989 y 1996 se estimó, a partir del análisis de los manifiestos de generación de 3 000 empresas recibidos por el Instituto Nacional de Ecología (INE), en donde para 1996 el total de residuos peligrosos generados era de 2,074,287.63 toneladas. Los datos anteriormente mencionados, eran sólo estimaciones aleatorias utilizadas como marcos de referencia, ya que no se contaba con suficiente infraestructura y coordinación entre los sectores implicados en el cálculo del total de residuos peligrosos generados.
Con el objeto de actualizar, validar y completar los bancos de información, el INE inició en 1998 la tarea de recabar y sistematizar los datos sobre el volumen total de residuos peligrosos generados a partir del total de empresas que presentan sus manifiestos de generación de residuos. A partir del 2000 y debido a una reorganización interna de la SEMARNAT, dicha tarea ha sido retomada por la Subsecretaría de Gestión para la Protección del Ambiente, a través de la Dirección General de Manejo Integral de Contaminantes.
A partir de los resultados obtenidos de la actualización y validación de la información antes mencionada se obtuvo la siguiente tabla, en donde se mencionan las empresas que manifiestan generar residuos peligrosos y la cantidad de toneladas generadas anualmente (ver tabla No. I.3.1), como se puede observar en el año 2000 se generó la cantidad 3, 705, 846.21 ton de residuos y
del cual se estima que únicamente el 5% (185,292 ton) se confina adecuadamente; los demás residuos son confinados en lugares clandestinos, sobre arroyos, cuerpos de agua y en algunos casos se encuentran depositados en el mismo lugar de generación.
Tabla No. I.3.1 Generación de residuos peligrosos por entidad federativa EMPRESAS QUE MANIFIESTAN LA GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS
Y VOLUMEN DE RESIDUOS GENERADOS1, 1999-2000
Entidad federativa 1999 2000
Número Generación de residuos
peligrosos Número Generación de residuos peligrosos de empresas (ton/año) de empresas (ton/año)
Aguascalientes 410 7 198.70 608 9 554.77
Baja California 75 29 508.47 2 359 33 523.00
Baja California Sur 124 107.50 124 107.50
Campeche 183 50 025.05 183 58 501.91
Coahuila 1 020 2 359.34 1 020 2 359.34
Colima 211 959.44 254 1 697.73
Chiapas 527 939.20 527 939.20
Chihuahua 203 779 223.06 2 224 3 862.50
Distrito Federal 1 245 270 199.76 3 955 624 995.00
Durango3 297 264.00 272 976.57
Guanajuato 26 185 195.28 1 181 1 148 550.35
Guerrero 255 855 010.21 255 1 282.52
Hidalgo 14 453.35 916 392 843.47
Jalisco 25 4 722.72 1 686 4 722.72
México 1 225 66 310.63 4 429 233 640.00
Michoacán 223 233 680.58 223 233 680.58
Morelos 337 2 233.91 562 8 315.97
Nayarit 263 2 389.85 263 2 389.84
Nuevo León 950 47 788.35 1 143 253 079.48
Oaxaca 131 60 533.73 131 60 533.73
Puebla 480 11 200.00 480 11 200.00
Querétaro 387 10 848.34 507 13 878.91
Quintana Roo 278 48.68 278 48.68
San Luis Potosí 341 29 292.40 341 29 292.40
Sinaloa 220 6 332.07 220 6 332.07
Sonora 545 4 082.00 545 7 404.50
Tabasco 243 96 465.00 314 134 096.00
Tamaulipas 409 218 576.20 409 218 576.20
Tlaxcala 550 50 767.61 550 52 275.40
Veracruz 478 152 862.26 478 152 862.26
Yucatán 659 2 441.16 659 2 441.16
Zacatecas 180 1 231.88 184 1 882.45
Nacional 12 514 3 183 250.74 27 280 3 705 846.21 Fuente: Semarnat, Subsecretaría de Gestión para la Protección Ambiental, Dirección General de Manejo Integral de Contaminantes, México, 2002.
En el Estado de Hidalgo en el año 2000 se generaron 392,843.47 toneladas de residuos peligrosos, que representa el 10.60% de la generada en todo el país y que en muchos de los casos terminan confinándose en rellenos sanitarios que no cuentan con los requisitos mínimos que establecen las normas y en el último de los casos en basureros o en cualquier otra superficie.
I.4 RIMSA en México
En México se cuenta con tan solo un lugar de disposición final de residuos peligrosos llamado RIMSA, y forma parte del Grupo francés VEOLIA ENVIRONNEMENT, fue establecido en 1985, es importante mencionar que cuando se formo esta empresa en México no sé tenía una legislación que controlara la integración de este tipo de grupo empresarial, con lo cual a esta no se le pidió una manifestación de impacto ambiental; a través del tiempo el grupo RIMSA ha ido modernizando sus instalaciones con el propósito de cumplir con las normas que aplican en este tipo de empresa
El Centro de Tratamiento y Disposición final está ubicado en la carretera Monterrey-Monclova, dentro del Municipio de Mina, Nuevo León. Cuenta con una superficie de 1,300 hectáreas y una área de amortiguamiento. La instalación cuenta con plantas de tratamientos de estabilización, así como áreas en las que se construyen celdas de alta seguridad para la disposición de los residuos peligrosos cuando ya hayan sido estabilizados.
I.5 Importancia de la construcción de sitios destinados para el confinamiento controlado de residuos peligrosos
En México se cuenta únicamente con un sitio para la disposición final de residuos peligrosos ubicado al norte del país, lo cual hace que las empresas que se encuentran al centro y sur del país tengan que invertir fuertes cantidades de dinero en transportar sus residuos generados, esto provoca que en muchos casos se opte por realizar confinamientos de forma clandestina o de otros tipos, lo cual genera una alta contaminación al medio ambiente y lo más critico en la contaminación de acuíferos.
De lo antes mencionado se concluye que en México se debe generar una cultura de interés nacional, y cambios en la forma de legislar la aprobación y construcción de estos sitios ya que actualmente los grandes inversionistas se encuentran con grandes problemas al querer invertir en estos rubros, esto sin perder de vista que estos sitios se construyan en zonas en donde realmente se tenga un conocimiento amplio de que no se generaran problemas de contaminación al medio ambiente y lo principal que cumpla con lo establecido en la norma “NOM-055-ECOL-1993, que establece los requisitos que deben reunir los sitios destinados al confinamiento controlado de residuos peligrosos, excepto de los radiactivos” y sin tomar tan rigurosamente algunas de la especificaciones mencionadas en esta.
II. MARCO REFERENCIAL II.1 Ubicación regional
El municipio de Zimapán perteneciente al Estado de Hidalgo se ubica al Noroeste del estado, colindando con el estado de Querétaro, la localización geográfica se encuentra entre los paralelos 20°16 y 21°17 de latitud norte y 98°48 y 99°32 de longitud oeste (ver figura No. II.1.1), a una altitud de 1,780 metros sobre el nivel del mar, la ubicación se representa mediante la carta topográfica F14-11 del INEGI a escala 1: 250,000 denominada Pachuca, perteneciente a la zona geográfica No.
14.
Figura No. II.1.1 Ubicación del Municipio de Zimapán
Zimapán limita al norte con los municipios de Pacula y Jacala; al sur con los de Tecozontla y Tasquillo; al este con los de Nicolás Flores e Ixmiquilpan y al oeste con el estado de Querétaro. Sus principales comunidades son: Xaha, Aguas Blancas, Xitha, El Cerrote, Morelos, Encarnación y Durango.
II.2 Ubicación local
Las coordenadas geográficas son: 20º 43’ 26” de latitud Norte y 99º 27’ 36” de longitud Oeste. Su altitud media es de 1,870 metros.
La zona de estudio se localiza 9 Km. aproximadamente al oeste de la cabecera municipal de Zimapán; muy próxima al límite entre los estados de Hidalgo y Querétaro, que se define por el cauce del río Moctezuma, la ubicación se representa mediante la carta topográfica F14C68 del INEGI a escala 1: 50,000 denominada Tecozautla, perteneciente a la zona geográfica No. 14 (ver figura No.
II.2.1).
Figura No. II.2.1 Ubicación de la Zona de estudio
II.3 Fisiografía
La zona de estudio se encuentra situada en el límite de las provincias fisiográficas de la Sierra Madre Oriental y Sistema Volcánico Transversal (ver figura No.II.3.1), esta situación ha provocado que geológicamente, la zona presente formas topográficas que van de lomeríos a sierras abruptas, mesetas y cerros redondeados.
Figura No. II.3.1 Provincias fisiográficas
ZONA DE ESTUDIO
1.- Sierra de Baja California 10.- Sierra Madre Oriental 2.- Llanura Costera del Pacífico 11.- Sierra Madre de Chiapas 3.- Sierra Madre Occidental 12.- Plataforma Yucateca 4.- Altiplanicie Mexicana
5.- Sierra madre Oriental 6.- Llanura Costera del Golfo 7.- Sistema Volcánico Transversal 8.- Sierra Volcánica
9.- Sierra madre del Sur
La Sierra Madre Oriental inicia sus formaciones en Oaxaca, pasa por Veracruz y termina en Nuevo León, con una longitud de 1350 Km. y una ancho de 150 Km.
aproximadamente, con elevaciones entre los 2,000 y 3,000 msnm.
El Sistema Volcánico Transversal se extiende desde Nayarit hasta Veracruz, con una longitud de 880 Km. y un ancho de 130 Km. aproximadamente, con elevaciones promedio de 2500 msnm.
En la zona de estudio se tienen lomeríos, cerros redondeados, hacia el norte y al noreste se tienen sierras abruptas (ver figura No. II.3.2).
Figura No. II.3.2 Fisiografía de la zona de estudio
Como se muestra en la figura No. II.3.2 (modelo de elevación digital de terreno) realizada a partir de las curvas de nivel en formato dxf, de la carta topográfica F14C68 a escala 1: 50,000 del INEGI; se observa que en la zona se tienen principalmente lomeríos y cerros redondeados, hacia la parte norte se presentan pequeñas cierras, sin embargo hacia el oeste y sur se presenta una topografía más abrupta, formando las sierras y al este se observan los lomeríos y cerros redondeados.
II.4 Aspectos socioeconómicos
En este capitulo se desarrollan los aspectos sociales y económicos más importantes y que a continuación se describen:
II.4.1 Población
El Municipio de Zimapán cuenta con una población de 37,435 habitantes, donde el 26% de la población son mujeres y 24% de la población son hombres. De esta información se determina que la población femenina es la que predomina en la entidad, principalmente por el fenómeno de migración de los hombres hacia los Estados Unidos de América en busca de oportunidades de empleo (ver tabla No.
II.4.1).
Tabla No. II.4.1 Población del municipio de Zimapán.
Municipio Población Total
Total Hombres Mujeres Zimapán
37 435 17 675 19 760
Fuente INEGI. Hidalgo, XII Censo General de Población y Vivienda 2000; Tabulados Básicos.
Tomo I.
En la zona urbana de Zimapán se tiene una población de 11,818 hab, según el último censo realizado en el año 2000.
II.4.2 Índice de pobreza según CONAPO
De acuerdo a los datos proporcionados por el Consejo Nacional de Población (CONAPO), el índice de marginación del municipio de Zimapán es de –0.27453, el grado de marginación es considerado “medio”.
II.4.3 Vivienda
De acuerdo a los datos del censo 2000 del INEGI, el total de las casas habitadas del municipio de Zimapán son 8,143 viviendas de las cuales el 91.2% cuenta con energía eléctrica, con agua entubada sólo el 62%, drenaje 53% (ver tabla No.
II.4.3.1).
Tabla No. II.4.3.1 Servicios públicos de las casas habitación del municipio de Zimapán.
Municipio Total Con energía eléctrica
(%)
Con agua entubada
Con drenaje (%)
Ocupantes por vivienda
Zimapán 8 143 91.2 64.2 53.0 4.5
FUENTE: INEGI. Tabulados Básicos Nacionales y por Entidad Federativa. Base de Datos y Tabulados de la Muestra Censal. XII Censo General de Población y Vivienda, 2000.Hidalgo, México, 2001.
II.4.4 Vías de comunicación
El Municipio de Zimapán cuenta con 73.5 kilómetros de la carretera federal de México-Laredo, 79.6 Kilómetros de carretera estatal, 26.20 kilómetros de camino rural. El sistema de ciudades está comunicado por carretera al 49%, incluyendo las localidades menores, además existe paradero de autobuses.
Zimapán tiene dos alternativas de comunicación: por la autopista México- Querétaro (Federal No. 57), vía San Juan del Río, Tequisquiapan, Ezequiel Montes, Cadereyta, y la presa del Proyecto Hidroeléctrico Zimapán, y por la autopista México-Pachuca (Federal No. 130), vía Actopan, Ixmiquilpan, y Tasquillo (carretera Panamericana No. 85).
II.4.5 Medios de comunicación
El servicio telegráfico en el municipio de Zimapán se integra por 2 administraciones cuya capacidad instalada permite el acceso al 75% de la población. El servicio postal atiende al 80% de la población del Municipio.
En el Estado de Hidalgo se cuenta con 22 radiodifusoras que operan en estaciones en la banda de AM y FM estimándose que el 70% de la población hidalguense recibe dichas señales, incluyendo al municipio de Zimapan. Existen seis estaciones de televisión abierta, lo que permite que a este servicio acceda el 60% de la población estatal.
II.4.6 Salud
El municipio cuenta con un puesto periférico de medicina general del Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE); un centro de salud de la Secretaría de Salud ( SSA ); consultorios rurales, un hospital regional y centros de salud del Patrimonio Indígena del Valle del Mezquital y la Huasteca Hidalguense ( PIVM y HH ).
II.4.7 Educación
El municipio de Zimapán, cuentan con la infraestructura educativa para atender a su población , por otra parte, el índice de personas analfabetas es menor, a las personas alfabetos.
Con respecto a la población Alfabeta el 86.5% sabe leer y escribir II.4.8 Actividades productivas
Agricultura
En el Municipio de Zimapán la actividad de la agricultura no se realiza a gran escala, ya que predomina la zona desértica en su territorio.
Ganadería.
La ganadería es escasa en este Municipio, debido al terreno tan árido. La población del municipio de Zimapán, cría ganado caprino, bovino de leche y carne, ovino y porcino, en cuanto a la avicultura se crían aves de engorda y postura, así como pavos, se produce miel y cera de abeja; los porcentajes de cría de ganado según el INEGI, se mencionan en la tabla No. II.4.8.1.
Tabla No. II.4.8.1 Población Ganadera Avícola del municipio de Zimapán.
Bovino (a) Municipio
Carne Leche Porcino Ovino(b) Caprino © Huevo Guajolotes Zimapán 2030 40 6210 8666 8657 7285 1499 Fuente INEGI. Hidalgo, XII Censo General de Población y Vivienda 2000; Tabulados Básicos.
Tomo I.
Industrial.
En el Municipio de Zimapán operan empresas de transformación, extractivas, construcción y maquiladoras, destacando las de extracción y beneficio de minerales metálicos y no metálicos, roca fosfórica triturada y clasificada y las maquiladoras de playeras y suéteres.
La economía del municipio de Zimapán, se basa fundamentalmente en actividades mineras.
Comercio
En cuanto al comercio el municipio de Zimapán cuenta con tiendas campesinas, urbanas y de la Compañía Nacional de Subsistencias Populares, rastro y mercado.
Hoteles
El municipio de Zimapán cuenta con un total de 4 hoteles y casas de huéspedes, además de posadas y cabañas.
Empleo
El INEGI reporta en el censo de 1995 que la industria de la minería, la extracción de petróleo y la explotación de minerales no metálicos; era la industria que empleaba a mayor número de trabajadores y eran de los trabajadores mejor pagados, aunque en la actualidad esta industria se tiene cerrada debido a los altos costos de inversión para la explotación de los minerales, provocando la emigración de los habitantes.
II.5 Vías de comunicación
Uno de los requerimientos de la NOM-055-ECOL-1993, se refiere a que el camino de acceso que une al sitio con las vías principales de comunicación debe ser transitable en todo tiempo y estar en buenas condiciones de seguridad. El sitio debe localizarse a no menos de 500 metros de vías de comunicación federal o estatal.
La zona de estudio se ubica al noreste de la cabecera municipal de Zimapán, Estado de Hidalgo, para la ubicación se utilizó la carta topográfica F14C68 a escala 1: 50 000 (ver figura No. II.5.1).
Figura No. II.5.1 Ubicación de la Zona de estudio
En la zona de estudio existe un solo camino rural de terracería, que proviene desde la cabecera municipal, y es transitable en toda época del año; como se observa en la figura No. II.5.2 tomada de la carta topográfica antes mencionada y de acuerdo a la simbología de la misma nos confirma que se trata de una terracería.
Como ya se menciono antes la vía de comunicación hacia la zona de estudio es una terracería, por lo que en este tipo de trabajos relacionados a confinamientos de residuos peligrosos se deben de mejorar estas vías y puede ser a través de carpeta asfáltica ó concreto hidráulico
Figura No. II.5.2 Ubicación de caminos rurales
En cuanto a las vías de comunicación, federales y estatales, las más cercanas son la carretera Panamericana No. 85 al este y la carretera federal No. 120 al oeste, ver figura No. II.5.3.
Figura No. II.5.3 Ubicación carreteras federales
Fuente: carta topográfica a escala 1: 250,000 del INEGI
II.6 Crecimiento de centros de población
Uno de los requerimientos de la NOM-055-ECOL-1993, se refiere a que los terrenos a ocupar se encuentren bajo uno de los dos siguientes criterios:
La distancia del límite del centro de población debe ser como mínimo de 25 kilómetros para poblaciones mayores de 10,000 habitantes con proyección al año 2010.
La distancia del límite del centro de población debe ser como mínimo de 15 kilómetros para poblaciones entre 5,000 y 10,000 habitantes con proyección al año 2010.
Según el censo General de Población y Vivienda 2000 para el estado de Hidalgo, la zona urbana de Zimapán cuenta con una población de 11,818 habitantes;
debido a esto en la zona de estudio aplicará tener un radio desde el centro de la zona urbana de Zimapán de 25 kilómetros.
Para determinar la longitud entre la zona de estudio y la zona urbana más cercana que es Zimapán se utilizó la carta topográfica F14C68 del INEGI a escala 1: 50 000 denominada Tecozautla (ver figura No. II.6.1), en esta carta se determino que la longitud es de 9 kilómetros.
Figura No. II.6.1 Radio de influencia entre Zimapán y la zona de estudio
Como se observa en la figura anterior, la longitud es de aproximadamente 9 kilómetros, con lo cual no se cumple con el criterio antes mencionado.
Actualmente la Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales tiene el proyecto de norma “NOM-055-SEMARNAT-2003”, en el punto 4.2.1.4 se menciona: Los sitios de confinamiento respecto de centro de población, se deberán ubicar a una distancia mínima de quinientos metros (500 m) medidos desde el punto más cercano del perímetro del sitio de confinamiento, incluyendo sus zonas de amortiguamiento, al punto más cercano del límite de la traza urbana;
aunque también se cuenta actualmente con la “Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos”, publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 8 de octubre del año 2003, que en su transitorio segundo (pág. 37) dice a la letra: “Se derogan todas las disposiciones jurídicas que se opongan al contenido de esta Ley”.
En el artículo 65 de la Ley, se indica:
Las instalaciones para el confinamiento de residuos peligrosos deberán contar con las características para previnir y reducir la posible migración de los residuos fuera de la celdas, de conformidad con lo que establezca el Reglamento y las normas oficiales mexicanas aplicables.
La distancia mínima de las instalaciones para el confinamiento de residuos peligrosos, con respecto de los centros de población iguales o mayores a mil habitantes, de acuerdo al último censo de población, deberá ser no menor a cinco kilómetros y al establecer su ubicación se requerirá tomar en consideración el ordenamiento ecológico del territorio y los planes de desarrollo urbano aplicables.
Utilizando el criterio del proyecto de norma y la ley antes mencionada, se tiene que la zona de estudio cumple con la distancia mínima que se menciona.
Aunque en el proyecto de norma antes mencionada esta en proceso de revisión y en la ley tampoco se tiene claro cual es el criterio que se utiliza para determinar la distancia mínima; ya que si no se tiene un estricto control en el confinamiento se pueden tener una serie de riesgos hacia la población; este punto es un tema que se puede desarrollar ampliamente.
III ASPECTOS TEÓRICOS RELEVANTES III.1 Geología
Definición
La geología es la ciencia que concierne a la Tierra y las rocas de las que está constituida, de los procesos que las formaron durante el tiempo geológico y el modelado de su superficie en el pasado y en el presente.
Para la elaboración de este tema se consultó el siguiente estudio realizado por la Comisión Federal de Electricidad:
C.F.E, “Ingeniería geológica del Proyecto Hidroeléctrico Zimapán, Edos. De Querétaro e Hidalgo”.
De este estudio se tomó el plano geológico regional y una sección geológica de la zona de estudio, con la finalidad de conocer la estratigrafía del lugar, para posteriormente conocer el comportamiento hidrogeológico (permeabilidad) de las rocas existentes.
En la siguiente figura se muestra la geología regional en la zona de estudio, en donde como punto de referencia con respecto al área de estudio, se encuentra la zona urbana de Zimapán al noreste.
Figura No. III.1.1 Geología de la región de estudio
La geología regional a detalle de la zona de estudio, se muestra en la figura No.
III.1.2.
Figura No. III.1.2 Geología regional de la zona de estudio
A continuación se describen las unidades litológicas de acuerdo al estudio antes mencionado:
En la parte norte y noreste principalmente se encuentra la unidad Igia, que son rocas volcánicas ácidas: Tobas y lavas riólíticas de color rojizo a crema, fracturamiento prácticamente vertical y tienden a cerrarse a profundidad, compacta y dura, de permeabilidad baja.
En la zona centro se encuentra la unidad Tst, secuencia vulcanosedimentaria constituida por materiales arcillosos, limosos y arenosos con gravas y boleos de arenisca y caliza, en ocasiones materiales volcánicos, de color rojizo a café claro, fracturamiento muy escaso y espaciado, cerrado y poco continuo, medianamente dura, compacta de permeabilidad variable.
En la zona sur, oeste y sureste en encuentra la unidad Kss, lutitas y areniscas con escasas calizas, de color gris oscuro a café verdoso, muy plegadas, de fracturamiento cerrado y poco continuo, en partes compacta,
dura y en otros sitios esta medianamente compacta y dura, de permeabilidad baja.
Las unidades mencionadas anteriormente se encuentran en planta, y para conocer como se encuentran en un perfil geológico, se tomó la figura No. III.1.3,en donde se encuentra la distribución de las unidades litológicas en el subsuelo.
Figura No. III.1.3 Sección geológica regional de la zona de estudio
Como se muestra en la figura No. III.1.3, la unidad de mayor predominancia es la Kss, la Tst se encuentra únicamente aflorando y la Igia se trata de una unidad de forma intrusiva.
Con las unidades anteriormente descritas se procederá a desarrollar el tema de hidrogeología en donde se determinará la permeabilidad de cada una de las unidades litológicas.
III.2 Geohidrología
Definición
La geohidrología es el estudio del comportamiento de las aguas subterráneas, bajo el contexto del marco geológico, por otro lado comprende la hidráulica de pozos, es decir la perforación de pozos de agua (cualquier uso) y el control de su comportamiento hidráulico, según el tipo de material perforado, en zonas locales.
Para la elaboración de este tema se consultó el siguiente estudio realizado por la Comisión Federal de Electricidad:
C.F.E, “Ingeniería geológica del Proyecto Hidroeléctrico Zimapán, Edos. De Querétaro e Hidalgo”.
De este estudio se tomo el plano geohidrológico regional y una sección geohidrológica de la zona de estudio, con la finalidad de conocer el comportamiento de las rocas existentes (unidades permeables).
En la figura No. III.2.1 se muestra la geohidrología regional en la zona de estudio, en donde como punto de referencia con respecto al área de estudio, se encuentra la zona urbana de Zimapán al noreste.
Figura No. III.2.1 Gehidrología de la región de estudio
La geohidrología regional a detalle de la zona de estudio, se muestra en la figura No. III.2.2.
Figura No. III.2.2 Geohidrología regional de la zona de estudio
La geohidrología divide a las unidades litológicas en unidades de mayor a menor permeabilidad, ya que se considera que en una roca no existe la impermeabilidad.
A continuación se describen las unidades geohidrológicas de acuerdo al estudio antes mencionado:
En la parte centro se encuentra la Unidad I, materiales de granulometría y permeabilidad variable, espesor reducido que por su posición topográfica están siempre drenados.
En la mayor parte de la zona de estudio se encuentra la Unidad III, materiales de permeabilidad baja a muy baja; constituyen barreras al paso del agua.
Las unidades mencionadas anteriormente se encuentran en planta, para conocer como se encuentran en un perfil geohidrológico, se tomo la siguiente figura en donde se encuentra la distribución de las unidades geohidrológicas en el subsuelo.
Figura No. III.2.3 Sección geohidrológica regional de la zona de estudio
Como se muestra en la figura No. III.2.3, la unidad III predomina y la unidad I, se encuentra aflorando.
De acuerdo a la figura anterior la mayor parte de las rocas existentes en la zona son barreras al paso del agua, lo cual provoca que las precipitaciones que se originan escurran hacia zonas más bajas, por lo tanto se propicia una infiltración demasiado baja ó nula, con lo cual corrobora que no existen zonas acuíferas.
III.2.1 Cuestión acuífera en la zona de estudio
Definición
Un acuífero se le denomina a las rocas y suelos que transmiten el agua con facilidad a través de sus poros y fracturas. Los acuíferos típicos son las gravas, la arena, la arenisca, la caliza y las rocas ígneas y metamórficas fracturadas.
Con objeto de conocer si la zona de estudio se encuentra en una zonificación de acuíferos, se consulto la pagina de la Comisión Nacional del Agua (www.cna.gob.mx) en la cual se tiene la información de la delimitación de 188 acuíferos oficiales en la República Mexicana, publicados en el Diario Oficial de la Federación el 31 de enero del 2003.
En base a la información consultada se encontró que en el Estado de Hidalgo se tienen 7 acuíferos con disponibilidad de agua publicada (ver tabla No. III.2.1.1);
también se consultó la disponibilidad en el Estado de Querétaro por su cercanía con la zona se estudio, teniéndose 6 en este.
Tabla No.III.2.1.1 Acuíferos con disponibilidad de agua en los Estado de Hidalgo y Querétaro
CLAVE DENOMINACIÓN ÚNICA ESTADO
1307 Huichapan-Tecozautla Hidalgo 1310 Valle del Mezquital Hidalgo
1312 Ixmiquilpan Hidalgo 1313 Actopan-Santiago de Anaya Hidalgo
1317 Valle de Tulancingo Hidalgo
1319 Tecocomulco Hidalgo 1320 Apan Hidalgo 2201 Valle de Querétaro Querétaro
2202 Valle de Amazcala Querétaro 2208 Valle de Huimilpan Querétaro 2203 Valle de San Juan del Río Querétaro 2205 Valle de Tequisquiapan Querétaro
2207 Toliman Querétaro De acuerdo a los consultado en la página antes mencionada, se determinó que la zona de estudio se encuentra fuera de las zonas acuíferas con disponibilidad de agua, como se muestra en las figuras No. III.2.1.1 y III.2.1.2.
Figura No.III.2.1.1 Acuíferos con disponibilidad de agua en el Estado de Hidalgo
Fuente: Comisión Nacional del Agua
Zona de estudio
Como se puede observar en la figura No.III.2.1.1, los acuíferos más cercanos a la zona de estudio son los de: Huichapan-Tecozaultla, ubicado al suroeste y el de Ixmiquilpan al Sureste.
Figura No.III.2.1.2 Acuíferos con disponibilidad de agua en el Estado de Querétaro
Zona de estudio
Fuente: Comisión Nacional del Agua
En la figura anterior se muestra que el acuífero más cercano a la zona de estudio es el de Toliman, ubicado al noroeste.
III.3 Hidrología
Definición
La Hidrología es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y su relación con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos
III.3.1 Hidrología regional
De acuerdo con la carta Hidrológica de Aguas Superficiales F14-11 del INEGI a escala 1: 250,000, la zona pertenece a la subcuenca Río Moctezuma (a), comprendida en la Región Hidrológica No. 26, con vertiente hacia el Golfo de México (ver figura No. III.3.1.1).
Figura No. III.3.1.1 Ubicación de la zona de estudio dentro de la zonificación hidrológica de México
Zona de estudio
III.3.2 Cuenca de estudio
Definición
Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde las gotas de lluvia que caen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida.
localización y trazo
Para la ubicación y trazo de la cuenca en la zona de estudio, esta se delimito apoyándose en la carta topográfica F14C68 a escala 1: 50 000, la zona en estudio se muestra en la figura No.III.3.2.1; la cuenca es de tipo exorreica.
Figura No. III.3.2.1 Trazo y ubicación de la cuenca en la zona de estudio
Superficie
La superficie de la cuenca trazada mediante la cartografía antes mencionada fue de 1.348 Km2.
Longitud y pendiente del cauce
La longitud del cauce principal de es 1504.51 metros (ver figura No. III.3.2.2), la pendiente media se cálculo por el método de Taylor- Schwarz (ver tabla No.
III.3.2.1).
Figura No. III.3.2.2 Perfil topográfico del cauce principal
Tabla No. III.3.2.1 Cálculo de la pendiente media del cauce principal Tramo Desnivel
(m)
Longitud (m)
“S” Pendiente (milésimos)
√s 1/√s
0-1 30.59 300.90 0.1016 0.3187 3.1370 1-2 12.42 300.90 0.0412 0.2029 4.9285 2-3 24.47 300.90 0.0813 0.2851 3.5075 3-4 12.31 300.90 0.0409 0.2022 4.9455 4-5 10.21 300.90 0.0339 0.1841 5.4318
Desnivel 90.00 Suma 21.9505
De acuerdo al método de Taylor- Schwarz la pendiente media del cauce principal se calcula con la siguiente expresión:
Scp= (N/Σ 1/√s)2 (1) En donde:
Scp = pendiente media del cauce principal N = número de tramos
S = pendiente
Sustituyendo en la expresión 1, tenemos:
Scp= (5/21.9505)2= 0.0518 III.3.3 Escurrimiento
Definición
El escurrimiento se define como el agua proveniente de la precipitación que circula sobre o bajo la superficie terrestre y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca.
Para la evaluación del volumen de escurrimiento se utilizó un método de tipo indirecto que permite la obtención de un coeficiente de escurrimiento en función de las características físicas de la cuenca, y precipitación que tiene lugar en el área, cuya expresión es la siguiente:
Ve= c*hpm*Ac (2) En donde:
Ve= volumen de escurrimiento en Millones de m3 c = coeficiente de escurrimiento (adimensional) hpm = precipitación media en mm
Ac = área de la cuenca en km2
El dato del coeficiente de escurrimiento se tomo de la carta Hidrológica de Aguas Superficiales F14-11 del INEGI a escala 1: 250 000, cuyo rango en la zona esta entre 10 y 20% (ver figura No. III.3.3.1).
Figura No. III.3.3.1 Coeficiente de escurrimiento en la zona de estudio
Se tomo como el valor del escurrimiento el menor, que es del 10%, y la precipitación media se tomo del capítulo de climatología cuyo valor es de 525.68 mm.
Sustituyendo los valores en la expresión 2 se tiene:
Ve = 0.10*525.68*1.348 0 = 0.10*0.52568m*1348000m2= 70,861.60 m3 Ve= 0.070 Mm3
III.3.4 Gasto máximo
Debido a que en la zona de estudio no se tiene información hidrométrica en la cuenca, se procede al análisis de los gastos máximos posibles mediante métodos de tipo empírico, de los más aceptados y utilizados son: Envolventes de Creager, Método Racional y Método de Dickens, que a continuación se desarrollan.
Envolventes de Creager
Este método toma en cuenta sólo el área de la cuenca y el coeficiente regional desarrollado por la Comisión Nacional del Agua, dando la siguiente expresión.
q = 1.303 ( C ( 0.386 A )α ) A-1
(3) En donde :
α = 0.936 / A0.048 ...(4) A : Área de la cuenca (Km2)
C : Coeficiente de Creager
Sustituyendo los valores en las expresiones 4 y 3 se tiene:
A= 1.348 Km2 C= 14
α = 0.936 / 1.3480.048 = 0.9227
q = 1.303 ( 14 ( 0.386*1.348 )0.9227) 1.348-1= 9.80 m3/seg
El valor del coeficiente se tomo de la tabla No.III.3.4.1, en donde se tiene una valor para cada una de las regiones hidrológicas de la República Mexicana, realizado por la antes Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos, en donde para la cuenca del Río Panuco se tiene el valor de coeficiente de Creager de 14.
Tabla No. III.3.4.1 Valores del coeficiente C de creager para las regiones hidrológicas de la República Mexicana
Fuente: Manual de obras civiles de la Comisión Federal de Electricidad
Método racional
El método es de los más antiguos y sigue siendo el más utilizado; el modelo toma en cuenta, además del área de la cuenca, la intensidad de la precipitación;
cuya expresión es:
Qp = 0.278 C i A (5) En donde:
Q = gasto máximo o de pico, en m3/seg C = coeficiente de escurrimiento,
I = intensidad media de la lluvia para una duración igual al tiempo de concentración, en mm/hora
A = área de la cuenca, en Km2
El coeficiente de escurrimiento se tomo de la tabla No. III.3.4.2, para la condición de praderas con suelos arenosos planos con un rango de 0.10a 0.15, se considero el valor de 0.15.
Tabla No. III.3.4.2 Coeficientes de escurrimiento
Tiempo de concentración Definición
El tiempo que transcurre entre el inicio de la lluvia y el establecimiento del gasto de equilibrio se denomina tiempo de concentración, y equivale al tiempo que tarda el agua en pasar del punto más alejado hasta la salida de la cuenca.
Para conocer el tiempo de concentración se consideraron los métodos de: Rowe, SCS, Chow y Kirpich, cuyas expresiones son::
Rowe Tc = (( 0.87 L3 / D ) 0.385)*60 (6) En donde:
Tc= tiempo de concentración en minutos L= longitud del cauce principal en Km D= desnivel en metros
Chow Tc = (0.005 (L/S1/2)0.64)*60 (7) En donde:
Tc= tiempo de concentración en minutos L= longitud del cauce principal en metros S= pendiente media del cauce principal en %
Kirpich Tc = (( 0.86 L3 / D ) 0.325)*60 (8) En donde:
Tc= tiempo de concentración en minutos L= longitud del cauce principal en Km D= desnivel en metros
Sustituyendo los valores en las expresiones 6, 7 y 8 se tiene:
L= 1.563 km D= 90 metros S= 5.18 %
Rowe Tc = (( 0.87*1.5043 /90) 0.385)*60 = 16.11 min Chow Tc = (0.005 (1504.51/5.181/2)0.64)*60 = 19.14 min Kirpich Tc = (( 0.86*1.5043 /90) 0.325)*60 = 19.70 min Realizando un promedio aritmético de los tres valores obtenidos se tiene un resultado igual a 18.31 minutos, y realizando un redondeando de este valor tenemos 20 minutos.
Para conocer la intensidades en la zona de estudio, se utilizó la información de Isoyetas de Intensidades -Duración-Periodos de Retorno de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT). Esta información permitió determinar las mayores intensidades de lluvia, para diferentes duraciones desde 5 hasta 240 minutos, y para periodos de retorno desde 10 hasta 100 años en la zona de estudio (ver tabla No. III.3.4.3).
El periodo de retorno se define como el lapso promedio para que un evento pueda ser igualado o superado.
Tabla No. III.3.4.3 Valores de Intensidad-Duración-Periodo de retorno (mm/hora) Tiempos de duración (min)
Periodo de retorno
5 10 20 30 60 120 240
10 143 125 98 79 60 32 16
20 165 145 114 92 71 37 19
25 172 151 119 96 74 39 20
50 194 171 135 109 85 45 23
100 216 190 151 122 96 50 25
Los datos presentados en la tabla anterior se tomaron de la isoyeta correspondiente al observatorio San Juan del Río, Qro., por ser la más cercana a la zona de estudio, en las figuras No. III.3.4.1 a III.3.4.7 se ilustran las isoyetas de Intensidades -Duración-Periodos de Retorno, para un periodo de retorno de 10 años en diferentes duraciones.
Figura No. III.3.4.1 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 5 minutos
Figura No. III.3.4.2 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 10 minutos
Figura No. III.3.4.3 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 20 minutos
Figura No. III.3.4.4 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 30 minutos
Figura No. III.3.4.5 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 60 minutos
Figura No. III.3.4.6 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 120 minutos
Figura No. III.3.4.7 Isoyetas Intensidad-Duración-Periodos de Retorno Periodo de retorno = 10 años
Duración = 240 minutos
Aplicando la ecuación 5 para un tiempo de 20 minutos y diferentes periodos de retorno se obtiene el gasto pico en m3/seg, (ver la tabla No. III.3.4.4).
Tabla No. III.3.4.4 Gasto pico Periodo de
retorno Tiempo Constante Intensidad Coeficiente de Área Qp (años) (min) (mm/hora) escurrimiento (km2) m3/s
10 20 0,278 98 0,15 1,348 5,51
20 20 0,278 114 0,15 1,348 6,41
25 20 0,278 119 0,15 1,348 6,69
50 20 0,278 135 0,15 1,348 7,59
100 20 0,278 151 0,15 1,348 8,49
La Comisión Nacional del Agua recomienda considerar un periodo de retorno de 10 años para proyectos de drenaje pluvial en desarrollos de índole comercial, de acuerdo a esto se tomo un periodo de retorno de 10 años y con un tiempo de concentración que fue de 20 minutos, tenemos un gasto pico de 5.51 m3/seg.
Método de Dickens
Con el objeto de revisar los caudales que podremos esperar, se desarrolla un método, enfocado al cálculo del gasto máximo producido en una alcantarilla, en base a su clase de terreno y características de la intensidad de la lluvia, recomendada para cuencas desde 0.25 a 250 Km2.
La fórmula de Dickens es:
Q = 0.01386 C A3/4...(9) Donde:
Q = gasto en la alcantarilla, en m3/seg
C = coeficiente que depende de la clase de terreno y la altura de lluvia estimada en 24 horas
A = área tributaria en Km2
De acuerdo a lo mencionado en el capítulo, alrededor de la zona de estudio se presentaron las lluvias máximas en 24 horas, con los siguientes valores:
Tabla No. III.3.4.5 Precipitación Máxima en 24 horas
Estación Años Precipitación (mm) Zimapán Septiembre de 1955 107.0
Xhitá Julio de 1999 60.3 Vizarrón Agosto de 1990 136.0 Presa Zimapán Julio de 2001 95.2
San Joaquín Octubre de 1990 162.0 Potrero Junio de 2003 91.5
Para poder tomar el valor del coeficiente por el método de Dickens en donde se relaciona a las lluvias que se presentan en 24 horas, se realizó un promedio aritmético, resultando un valor de 108 mm, considerándose tomar el valor del coeficiente de 300, para una precipitación de 10 cm en 24 horas y una topografía de la cuenca con mucho lomerío (ver tabla No. III.3.4.6).
Tabla No. III.3.4.6 Valores del coeficiente C, para el método de Dickens
Fuente: Manual para ingenieros de carreteras, Secretaría de Comunicaciones y Transporte
Sustituyendo los valores en las expresión 9 se tiene:
C= 300 A= 1.348 Km2
Q = 0.01386 *300* 1.3483/4 = 5.20 m3/seg
El resultado anterior es muy similar al obtenido por el método racional III.3.5 Riesgo de inundación
Uno de los requerimientos de la NOM-055-ECOL-1993, se refiere a que los terrenos a ocupar estén fuera de llanuras de inundación en un periodo de retorno de 10,000 años.
La zona de estudio se encuentra ubicada topográficamente en una zona de lomeríos, hacia el norte y noreste se presenta una topografía más abrupta, esto se confirmó mediante la Ortofoto F14C68B del INEGI a escala 1: 20 000 (ver figura No. III.3.5.1).
Debido a las condiciones topográficas, no aplica utilizar un método de distribución probabilístico como el que se menciona en la norma; también es importante mencionar que existen más métodos como el: Normal, Lognormal, Pearson III, Gumbel, etc.
Figura No. III.3.5.1 Topografía de la zona de estudio
III.3.6 Ubicación de corrientes en la zona de estudio
Dos de los requerimientos de la NOM-055-ECOL-1993, se refieren a:
1. Estar alejado en desnivel 20 metros a partir del fondo del cauce de corrientes con un escurrimiento medio anual mayor de 100 metros cúbicos.
2. Estar alejado longitudinalmente 500 metros a partir del centro del cauce de cualquier corriente superficial, ya sea permanente o intermitente, sin importar su magnitud.
En la siguiente figura se muestra el sitio propuesto para ubicar el confinamiento de residuos peligrosos.
Figura No. III.3.6.1 Ubicación del sitio propuesto para ubicar el confinamiento
En la figura anterior las líneas de color azul rey representan corrientes de tipo intermitentes.
De acuerdo a la figura anterior ninguno de los dos requerimientos antes descritos se cumple.
Para el confinamiento se propone ubicarlo, aprovechando la forma topográfica del cauce (ver figura No. III.3.6.2), debido a que en esta zona es donde comienza la corriente principal de la cuenca de estudio, además de que se trata de una corriente de tipo intermitente, en donde el escurrimiento es casi nulo en la mayor parte del año.
Figura No. III.3.6.2 Sección topográfica del sitio propuesto para ubicar el confinamiento
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0 1872
7 1877
14 1882
21 1887
28 1892
35 1897
42 1902
49 1907
56 1912
63 DISTANCIA EN METROS
ELEVACIÓN EN METROS
CONFINAMIENTO PRIMERA ETAPA CONFINAMIENTO SEGUNDA ETAPA
TERRENO NATURAL
En la figura No. 2 se muestra la sección topográfica del terreno natural, en donde se tiene un promedio de desnivel de 25 metros, también se muestra de manera esquemática como se realizaría el confinamiento en dos etapas.
