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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIONES Y ESTUDIOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO SECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO USO DEL AGUA EN EL INGENIO EL POTRERO T E S I S Que para obtener el grado de Maestro en Ciencias con Especialidad en Medio Ambiente y Desarrollo Integrado presenta: RUBÉN TAPIA GAMBOA Director de tesis: Dr. Luís Raúl Tovar Gálvez OCTUBRE 2006 MÉXICO, DF RECONOCIMIENTOS Agradezco a mis amigos de la industria azucarera de manera especial al Cp: Fermín Cano Adame, Administrador del ingenio el Potrero; al Ing: Martín Flores Carmona, Superintendente de Elaboración; así como también a los Sres. Juan Martínez Martínez y Benjamín Morales Fernández del Departamento de Topografía de las oficinas de campo y a el Sr. Gilberto Esperanza Rojas por su valiosa cooperación. Al Dr. Luís Raúl Tovar Gálvez, director de la tesis y amigo por su invaluable ayuda, a la Dra. Maria Eugenia Gutiérrez Castillo, Dr. Víctor Santes Hernández, M en C. Maria de la Luz Balderrábano Almegua, M en C. Manuel Olivos Ortiz, por sus sugerencias, observaciones y comentarios. También agradezco a mis compañeros de la Generación XX, a todos mis maestros por sus aportaciones en el proceso de Enseñanza- Aprendizaje. A mi esposa Hilda Por su ayuda efectiva y comprensión A mis hijos Lenin, Edgar e Isis A mis sobrinos Como símbolo de superación A mis padres Emilio Aurelio Tapia Sandoval Lidia Gamboa Autrán I CONTENIDO PÁG GLOSARIO III ACRÓNIMOS V RELACIÓN DE TABLAS, FIGURAS Y ANEXOS VI RESUMEN VIII ABSTRACT IX INTRODUCCIÓN 1 CAPÍTULO I RECURSO HIDRÍCO 7 1.1 PANORAMA ACTUAL 7 1.2 EL AGUA UN RECURSO ESTRATÉGICO Y DE SEGURIDAD NACIONAL 8 1.3 AGUA PARA USO INDUSTRIAL 9 1.3.1 TRANSFERENCIA DE CALOR 13 1.3.2 GENERACIÓN DE ENERGÍA 13 1.3.3 APLICACIÓN A PROCESOS 14 1.3.3.1 RECIRCULACIÓN 14 1.3.3.2 REUSO 15 1.3.3.3 REDUCCIÓN DEL CONSUMO 15 1.4 GESTIÓN AMBIENTAL MUNICIPAL 17 1.5 CONCESIÓN DE AGUA 18 CAPÍTULO II ÁREA DE ESTUDIO 22 2.1 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO 22 2.2 INDICADORES DEL MUNICIPIO 23 CAPÍTULO III INGENIO EL POTRERO 25 3.1 HISTORIA DEL INGENIO Y DE LA CONCESIÓN DE AGUA 25 II 3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO PARA LA OBTENCIÓN DE AZÚCAR REFINADA 33 CAPÍTULO IV METODOLOGÍA 37 4.1 MATERIALES Y MÉTODOS 37 CAPÍTULO V AGUA UTILIZADA EN EL PROCESO 41 5.1 AGUA SUMINISTRADA 41 5.2 AGUA REQUERIDA 46 CAPÍTULO VI RESULTADOS 47 6.1 AFORAMIENTO DE UN CANAL 47 6.2 DISCUSIÓN 60 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 61 BIBLIOGRAFÍA 64 III GLOSARIO Aforar - Medir la cantidad de agua que lleva una corriente en una unidad de tiempo. Agroindustria - Industria relativa a la agricultura, industria agrícola. Agostadero - Sitio donde pasta el ganado durante la temporada de seca. Ámbito - Espacio incluido dentro de ciertos límites. Atoyac - Cabecera municipal del mismo nombre en el estado de Veracruz Autosuficiencia - Estado en el que se es capaz de satisfacer sus necesidades con sus propios medios. ºBé – Grados Baumé – Escala para medir la densidad de líquidos usando areómetros, hay dos escalas, una para líquidos más ligeros que el agua y otra para líquidos más pesados. ºBx - Grados Brix - Es el porcentaje, en peso de los sólidos contenidos en una solución de sacarosa pura. Caducifolio - Árbol y planta de hoja caduca, que se cae al empezar la estación desfavorable. Cantón - División administrativa del territorio de los Estados. Crustáceo - Animal articulado acuático (invertebrado con cuerpo dividido en segmentos anulares) DBO5 - Demanda bioquímica de oxígeno en 5 días. Desfibradora - Máquina para desfibrar la caña. Doble y triple efecto - Evaporadores conectados en serie para evaporar agua del jugo de caña. Ecosistema - Conjunto de animales y vegetales que habitan un lugar y las relaciones entre ellos. Efluente - Líquido que procede de una planta industrial. Eficaz – Capacidad de lograr el efecto que se desea o se espera. Eficiente - Capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado. Guarapo – Mezcla de jugo de caña con agua. Hídrico - Perteneciente o relativo al agua. Historiografía - Arte de escribir la historia. Imbibición - Acción de aplicar agua al bagazo para extraer toda la sacarosa. Ingenio - Fábrica en donde se extrae el azúcar. Juiles - Pez de río parecido al bagre (Pimelodus maculatus). Langostino - Crustáceo decapado macruro (diez patas y abdomen grande). IV Licor - Solución de agua y azúcar en las refinerías, en las fabricas de azúcar crudo se llaman mieles. Liquidámbar - Género de plantas de América y de Asia Menor de las que se extraen diversas resinas, líquido balsámico de propiedades emolientes que se extrae del ocozol u ocozote. Masa - Cuerpo sólido y compacto de cristales de azúcar. Mascabado - Azúcar de segunda producción o azúcar crudo. Maza - Cuerpo cilíndrico de hierro de gran tamaño. Meladura - Solución concentrada del jugo de caña que se obtiene de la evaporación. Molinete - Aparato para medir la velocidad del agua en las corrientes. Ocozote - Árbol amentáceo cuyo tronco y ramas exudan el liquidámbar (Liquidámbar orientale). Porcícola - Relativo al cerdo. Redox - Potencial de óxido –reducción. Sustentable – Mantener o sostener algo. Subperennifolia - Plantas o árboles que conservan su follaje durante todo el año. Tachos - Aparatos para cocer la meladura y realizar la cristalización en las fábricas de azúcar. Taludes - Inclinación del paramento de un muro o de un terreno. Tanque flash - Tanque cilíndrico sin tapa. Tándem - Batería o grupo de molinos uno seguido de otro. Templa - Acción de descargar la masa sólida y compacta de cristales de azúcar del tacho. Uso consuntivo - El volumen de agua de una calidad determinada que se consume al llevar a cabo una actividad específica, el cual se determina como la diferencia del volumen de una calidad determinada que se extrae, menos el volumen de una calidad también determinada que se descarga. Vertedor - Canal o tubo por donde se vierte o evacua cualquier líquido. Zafra - Período de cosecha de la caña de azúcar cuya duración en México es de aproximadamente de 6 meses. V ACRÓNIMOS ASTM - American Society for Testing and Materials AHA - Archivo Histórico del Agua BANOBRAS - Banco Nacional de Obras y Servicios Públicos CNA - Comisión Nacional del Agua CONAPO - Consejo Nacional de Población GAM - Grupo Azucarero Mexicano GEMEX - Grupo Embotellador de México INEGI - Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática IMTA - Instituto Mexicano de Tecnología del Agua JMAF - Jarabes de Maíz de Alta Fructosa LAN - Ley de Aguas Nacionales LFDMA -Ley Federal de Derechos en Materia de Agua LFD -Ley Federal de Derechos LGS - Ley General de Salud LGEEPA - Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente NAFINSA - Nacional Financiera Sociedad Anonima PNMARN - Programa Nacional de Medio Ambiente y Recursos Naturales PND - Plan Nacional de Desarrollo PNH - Programa Nacional Hidráulico PIB - Producto Interno Bruto RLAN - Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales SARH - Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos SRH - Secretaría de Recursos Hidráulicos SEMARNAP- Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca SEMARNAT - Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales TLCAN - Tratado de Libre Comercio de América del Norte UNESCO-ORCYT - Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura-Organización de Ciencia y Tecnología. VI RELACIÓN DE TABLAS, FIGURAS Y ANEXOS PÁG Tabla 1.Evolución de los precios mundiales al por mayor del azúcar crudo y blanco 3 Tabla 2. Índices de servicios .8 Figura 1. Uso del agua en la industria, a) tradicional b) ideal. 16 Tabla 3. Límites máximos permisibles para contaminantes básicos cuerpo receptor tipo “B”. 20 Tabla 4. Título de concesión de agua. 20 Tabla 5. Indicadores del Municipio de Atoyac. 23 Figura 2. Nacimiento del río Atoyac, carta topográfica escala 1:50000. 24 Figura 3. Transporte de caña recién cortada que se enviaba al ingenio en el año de 1937 se observa al fondo la emisión de una fuente fija de contaminación por pésima combustión del bagazo. 29 Tabla 6. Número de acciones de la sociedad. 30 Figura 4. Ingenio el Potrero Veracruz, en el año de 1940 .31 Figura 5. Ingenio el Potrero Veracruz, (vista nocturna) año, 2004. 32 Figura 6. Diagrama de flujo para la obtención de azúcar refinada en el ingenio el Potrero a partir del jugo de caña. 34 Figura 7. Condensador de un tacho. 36 Figura 8. Molinete hidráulico. 37 Figura 9.Vertedor toma de agua para el ingenio 39 Figura 10. Presa derivadora “Santa Anita”. 43 Figura 11. Presa derivadora “Ojo Chico” desviación del río Atoyac. 43 Figura 12. Salida de agua de las tomas rectangulares, sitio en donde se desvía el río Atoyac hacia el canal. 44 Figura 13. Desazolve del tanque de sedimentación del canal principal. 44 Figura 14.Vista de frente de la toma de agua para el ingenio. 45 Figura 15. Vista del canal “Tramo Muerto” en la población de Ojo Chico 45 Tabla 7.Usos de agua para la fabricación de azúcar refinada 46 Figura 16. Puente de aforo del canal de riego “Alfredo B. Bonfil” 47 Figura 17. Representación esquemática del puente de aforo. 48 VII Tabla 8. Resultados diarios del aforamiento del canal durante diciembre 2003. 51 Tabla 9. Resultados diarios del aforamiento del canal durante abril 2004. 52 Tabla 10. Volumen de agua para usos industriales durante el mes de diciembre de 2003. 53 Tabla 11. Volumen de agua para usos industriales durante el mes de abril de 2004. 54 Tabla 12.Análisis de agua vertidas al cuerpo receptor suelo tipo “B” embalses naturales y artificiales con uso en riego agrícola. 55 Tabla 13. Cantidad de agua de imbibición por tonelada de caña molida. 56 Tabla 14. Resumen del consumo de vapor y de agua en tachos, triple efecto y Filtros de carbón. 57 Anexo I 69 Anexo II 71 Anexo III 72 Anexo IV 75 Anexo V 76 VIII TITULO USO DEL AGUA EN EL INGENIO EL POTRERO Resumen El recurso hídrico es uno de los más importantes recursos naturales finitos que tenemos; es fundamental para el desarrollo cuyo acceso es considerado un derecho humano fundamental. Sin embargo, a pesar de su importancia vital las afectaciones al recurso continúan. El cambio climático y la contaminación atmosférica podrían tener consecuencias para los recursos de agua dulce y su disponibilidad. En el aprovechamiento y el uso de los recursos hídricos ha de darse prioridad a la satisfacción de las necesidades básicas y a la protección de los ecosistemas sin embargo, una vez satisfechas esas necesidades los usuarios del agua tienen que pagar tarifas adecuadas. El presente trabajo está dirigido hacia el sector productivo, el ejemplo presentado es una agroindustria tradicional de los países tropicales, la de caña de azúcar. El ingenio azucarero el Potrero S.A. dispone en el período de molienda Diciembre-Mayo (6 meses) del caudal del río Atoyac, por lo que se ha afectado la flora y fauna acuática del río. El objetivo principal de este trabajo fue determinar la cantidad de agua que utiliza el ingenio el Potrero comparada con el volumen concesionado por la Comisión Nacional del Agua, (CNA) y como objetivos particulares se destaca que el Potrero de cumplimiento a los artículos 38 de la Ley de Aguas Nacionales y al 78 del Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales; y adicionalmente, evaluar la calidad de las aguas residuales. Este trabajo está basado en la medición del flujo de agua por el método de sección y velocidad, mediante un molinete hidráulico se midió diariamente a una misma hora la velocidad de flujo y se determinó el gasto de agua en m3/s que entran al ingenio durante el mes de diciembre de 2003 y abril de 2004; también se determinó la cantidad de agua requerida en los principales equipos del proceso. El agua consumida por el ingenio es menor a la concedida por la CNA; por lo que la hipótesis de que el ingenio consume más agua que la concesionada es rechazada. Es imprescindible disminuir los costos de producción para que esta agroindustria sea viable económicamente y esto sólo puede lograrse incrementando la eficiencia del proceso, aprovechando correctamente, entre otras cuestiones, el agua durante el proceso de producción. Reusando y recirculando el agua en el Potrero bajaría el consumo de agua proveniente del canal y se tendría la posibilidad de encauzar este exceso al río para mantener un flujo mínimo en la corriente que debe conservarse para proteger las condiciones ambientales y el equilibrio ecológico del río Atoyac. IX USE OF THE WATER IN THE SUGAR MILL THE POTRERO Abstract. The hydric resource is one of the most important finite natural resources that we have, it is pivotal for development and it, is considered a fundamental human right. Nevertheless, in spite of their vital importance the affectations to the resource continue. World-wide the climatic change and air pollution could have consequences for the nature of the fresh water resources. In the use of the hydric resources priority should prevail in the satisfaction of human basic needs and the protection of the ecosystems, how ever, once satisfied those necessities users must pay suitable tariffs. The present work is directed towards the productive sector, i.e., one agroindustry traditional of tropical countries, a sugar mill. The sugar mill The Potrero S.A. grinds sugar cane in the period of December to May (six months) deviating the course of the river Atoyac, affecting the flora and the aquatic fauna. The aim of this work was to determine the amount of water that The Potrero uses compared with the volume granted by the National Water Commission (CNA). Furthermore, Potrero should comply which the article 38 of the National Water Law and the article 78 of the National Regulation; and additionally, evaluate the quality of the wastewater. In this work the measurement of water flow was carried out by the method of section and speed using a hydraulic windlass meter. The measurement was done daily at the same hour to determine the expense of water in m3/s that enters the sugar mill, during the months of December 2003 and April 2004. Also the amount of water required in the main equipment of the process was determined. The water consumed by the sugar mill is smaller than the granted by the CNA. Therefore, the hypothesis that the sugar mill consumes more water than the granted one is rejected. It is essential to diminish the cost of production so that this agroindustry becomes economically viable and this can be achieved by increasing the efficiency of the process, which could include the proper use of the water during the production process, among others. Reusing and recirculating water in the Potrero would allow the river Atoyac to maintain a minimum flow which would help in protecting the environment and restoring the ecological balance. 1 Introducción La agroindustriaazucarera mexicana ha atravesado por diferentes épocas de altibajos en los últimos treinta años, desde que el Gobierno Federal se quedó con varios ingenios en los primeros años de la década de los 70’s, a raíz de la crisis financiera de finales de los años 60’s, ocasionada por el estancamiento de los precios del azúcar durante más de diez años, que llevó a los ingenios a un severo problema de liquidez, con las consecuencias obvias en el deterioro de la planta industrial. Por lo cual en la década de los 70’s el Gobierno Federal tomó la administración de los ingenios endeudados y se involucró directamente en la producción azucarera, hasta que se inició la privatización de la industria en 1988. Después de la privatización de la industria azucarera, muchos eventos han ocurrido entre los que se destacan por su importancia los siguientes: 1-La importación de grandes cantidades de azúcar (entre 1989 y 1992); 2-El desorden en la comercialización interna del edulcorante (durante la privatización de los ingenios; 3-La liberalización del precio del azúcar (1995); 4-Un cambio en el sistema de pago de la caña de azúcar, tendiente hacia el pago por calidad (Decreto Cañero de 1991 y sus modificaciones en 1993 y 1997); 5-La firma del Tratado de Libre Comercio de América del Norte en 1994 (TLCAN); 6-La sustitución de importantes cantidades de azúcar por jarabes de maíz de alta fructosa (JMAF entre 1996 y 2006); 7-La controversia comercial entre la industria azucarera de México y los productores de jarabes de maíz de alta fructosa de los Estados Unidos; 8-El aumento de los problemas de liquidez y la falta de recursos financieros de la industria 9-La expropiación de 27 ingenios azucareros en septiembre de 2001. Cada uno de los eventos señalados son relevantes para explicar la situación actual de la industria azucarera, no obstante, muchas de las dificultades que ésta vive tiene su antecedente en los problemas estructurales originados hace ya varias décadas, particularmente en la estructura de tenencia de la tierra y los diversos cambios en la propiedad de los ingenios. 2 Importancia de la Industria Azucarera de México en el contexto internacional. Desde hace varios años México se ubica entre los primero diez países productores y consumidores de azúcar en el mundo. La producción promedio de los años (1994-2001) representó el 4.5 % del promedio mundial de ese mismo período, mientras el consumo de azúcar en México alcanzó el 3.5% del total mundial. Por otra parte, las exportaciones de azúcar de los últimos años, han colocado a México, entre los primeros diez países exportadores al mercado mundial1 *(García, CH. L. R). En el contexto internacional, la agroindustria azucarera de México, como cualquier otra industria azucarera en el mundo, bajo un esquema de libre comercio tiene pocas posibilidades de subsistir, por lo que no se puede pensar en una actividad sin instrumentos de protección que garanticen la viabilidad interna de dicha agroindustria. Los precios del azúcar en el mercado mundial2 *(http://www.camaraazucarera) y *(http://www.tdx.cesca.es/tesis) como se ve en la tabla 1, están por abajo de los costos de producción de los ingenios azucareros mexicanos. Actualmente el costo de producción de una tonelada de azúcar estándar o refinada en México está entre 780 y 850 dólares, es decir entre 35.45 y 38.64 centavos de dólar por libra , por lo tanto, de no continuar con los mecanismos de protección para el sector azucarero de México, prácticamente ningún ingenio tendría posibilidades de competir con la libre importación de azúcar del mercado internacional y tampoco con la importación de jarabes de maíz de alta fructosa, provenientes de los Estados Unidos o producido nacionalmente con maíz importado y subsidiado. En México, la industria azucarera se ha desarrollado en forma ininterrumpida desde la década inicial de la conquista española, siendo una de las actividades de mayor tradición y trascendencia en la evolución económica y social del país. Se debe destacar su gran importancia en el contexto colonial novohispano, que se mantuvo constante por siglos (Crespo et al., 1988a). La elaboración de azúcar sigue siendo uno de los sectores estratégicos de la economía mexicana, por el carácter básico del bien producido y su papel esencial en la satisfacción de la demanda de calorías de consumo generalizado; para México la industria azucarera es muy importante por varias razones. ___________________________ * Las citas que tienen exponente fueron consultas en el Internet y aparecen después de la bibliografía. 3 Primero, la industria es una fuente generadora de empleo en especial en el medio rural, y segundo la producción de caña y su procesamiento se extiende a quince estados de la República Mexicana, ocupando la caña el quinto lugar en cuanto a superficie cultivada de los principales cultivos agrícolas. El valor de la producción de azúcar representa el 0.47 % del PIB y alrededor del 9.06 % del producto interno bruto agrícola3 *(http://www. cniaa). Tabla 1. Evolución de los precios mundiales al por mayor del azúcar crudo y blanco. (Las cifras están valoradas en centavos de dólar por libra de azúcar.) Años Precio mundial del azúcar Precio mundial del azúcar crudo1 blanco2 1984 5,16 7,71 1985 4,04 6,80 1986 6,05 8,47 1987 6,72 8,75 1988 10,17 12,01 1989 12,79 17,16 1990 12,55 17,31 1991 9,04 13,41 1992 9,09 12,39 1993 10,03 12,79 1994 12,12 15,66 1995 13,43 17,99 1996 12,24 16,64 1997 12,06 14,32 1998 9,68 11,58 1999 6,54 9,10 2000 8,52 9,97 2001 9,12 11,29 2002 7,88 10,35 2003 7,51 9,74 2004 7,38 10,31 2005 9,95 12,68 Promedio 84/05 9,19 11,66 Fuente: F.O. Licht, World Sugar Statistics2005. (1) Promedio anual del precio diario del azúcar en bruto o crudo sin envasar en el mercado de Nueva York de acuerdo con el contrato nº 11. Se trata de un precio FOB (Free on Board Costs) en un puerto del Caribe. (2) Promedio anual del precio diario del azúcar blanco o refinado sin envasar en el mercado de Londres de acuerdo con el contrato nº 5. Se trata de un precio FOB (Free on Board Costs) en puertos europeos. 4 La historiografía del azúcar es ya un campo con derecho propio en la historia económica y social, los trabajos históricos sobre la industria tienen una larga tradición. El análisis de la economía azucarera comprende la evolución de los volúmenes de producción, de los rendimientos de campo y fábrica. En los últimos años, la producción de la industria azucarera nacional ha permitido satisfacer el consumo de azúcar de la población, logrando así la autosuficiencia en el abasto oportuno, tanto cuantitativa como cualitativamente, del mercado interno de nuestro país. No obstante lo anterior, ante una demanda que año con año es mayor, se plantea la necesidad de incrementar la producción en forma proporcional, a fin de mantener la autosuficiencia. (Crespo et al., 1988b). De la industria azucarera dependen directamente más de 440 mil trabajadores, jornaleros, agricultores y transportistas, además de sus dependientes económicos que suman más de 2.6 millones de mexicanos4 *(http://www. cniaa). Para la zafra 02/03 se cosecharon 43’948,244 ton de caña, en aproximadamente 605,000 hectáreas representando un valor superior a los 15,381millones de pesos. La principal fortaleza de la industria azucarera mexicana reside en su mercado doméstico. Por esto, se continúa en el desarrollo de una política comercial azucarera que permita garantizar la estabilidad de precios de forma continua. Otro aspecto de vital importancia, es lo referente al Tratado de Libre Comercio con los Estados Unidos y Canadá en el rubro azúcar, para lo cual se debe de contar con el apoyo de las autoridades para hacer valer la razón y el significado que para el país y para todos los mexicanos tiene el desarrollo de la industria. Ya que como se sabe, el capítulo VII artículo 708 anexo 703.2 del TLCAN pésimamente mal negociado, fue el del endulzante. Allí se redujo la cuota de exportación a Estados Unidos mientras que se abría el mercado de fructosa, un endulzante artificial más barato que el azúcar. La consecuencia es que el mercado nacional se ha visto invadido por fructosa y los ingenios que habían sido privatizados hace algunos años y que esperaban sacar grandes utilidades exportando al norte y utilizando su producción para el sector refresquero, entraron en crisis5 *(Fernández, M. J.). Se están haciendo esfuerzos para apoyar la investigación en la industria azucarera en el problema de contaminación derivado de los procesos productivos, ya que es indispensable adecuar y mejorar sus sistemas técnico-administrativos para prevenir y controlar de manera 5 oportuna este problema para lograr el desarrollo sustentable de la industria (Manual Azucarero Mexicano, 2004). En lo particular, el ingenio el Potrero S.A. localizado a 20 km al NO de Córdoba Ver, en la Congregación "General Miguel Alemán", Ver., designada por decreto s/n el 9 de abril de 1947, antes Potrero y más recientemente, el 26 de marzo de 2004, declarada Villa por decreto número 587 del día 15 de octubre de 2003, dispone en el período de molienda Diciembre-Mayo (6 meses) del caudal del río Atoyac, por medio de una tubería de concreto de 60 pulgadas de diámetro y una longitud de 2,079 metros. Se construyó para este fin en el año de 1964 un canal por medio del cual se desvía el cauce original del río; es digno de mencionar que en toda la zona afectada del río que son 10 km aproximadamente, hay acumulación de basura y aguas residuales encharcadas provenientes de las viviendas que se encuentran en la ribera del río. Los factores agresivos de los desagües de las viviendas, granjas porcícolas y beneficios de café, aunado a la desviación del cauce del río han modificado el ambiente y han contribuido a reducir la flora y fauna acuática, como es la notable pérdida de langostinos (Penaeus trisulcatus) y otros peces que formaban parte de la economía familiar de los ribereños. Objetivos. 1.-Este trabajo tiene como objetivo general, determinar la cantidad de agua utilizada en el ingenio el Potrero para compararlo con el volumen de agua otorgado en el título de concesión, ya que como el agua es un bien común y derecho de todos se usa irracionalmente (Garret, 1968). 2.-Como objetivos particulares se destacan el cumplimiento del artículo 38 de Ley de Aguas Nacionales (LAN, 1992) en su fracción II, así como el cumplimiento de artículo 78 del Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales (RLAN, 1994) fracción III (Ver Anexo I). 3.-Evaluar la calidad de las aguas residuales. Hipótesis. Se postula como hipótesis de este trabajo que el ingenio azucarero el Potrero usa más agua que la concesionada para su proceso desde el año de 1964, debido a su cercanía con el río Atoyac. Justificación. Ante lo anteriormente expuesto, la justificación de llevar a cabo este estudio es que al aumentar la población en la cual se encuentra el ingenio el Potrero, el recurso hídrico se vuelve crítico pues la velocidad de saneamiento del río es muy lenta en proporción a la contaminación 6 existente. La política hidráulica de este país, esta orientada a garantizar la disponibilidad de agua a la población y a impulsar el desarrollo de las actividades económicas, pretendiendo que éstas sean compatibles con la preservación del medio ambiente (Semarnap, 1994). Uno de los motivos personales que me obliga a realizar el presente estudio es dar a conocer a mis coterráneos cómo se ha manejado el agua en el ingenio el Potrero; que tengan otra manera de recreación en caso de que el río se restaure y por último, es que si se recupera el caudal mínimo necesario del río, la flora y fauna se repoblará; además se podría establecer entre otras cuestiones la producción sustentable de langostinos que es un crustáceo apreciado por la población. En esta tesis, en el capítulo I se dará un panorama de la situación actual del recurso hídrico, y por qué es estratégico y de seguridad nacional. También se mencionará la gestión ambiental municipal y concesión de aguas nacionales, zona de disponibilidad y precio, así como el tipo de cuerpo receptor de aguas residuales, parámetros y límites máximos permisibles de contaminantes; posteriormente en el capítulo II se mencionará donde se localiza nuestra área de estudio; en el capítulo III se dará una historia de la concesión de agua al ingenio el Potrero, así como el proceso de fabricación de azúcar refinada, en el capítulo IV se menciona la metodología, en el capítulo V se menciona el agua utilizada en el proceso, así como el agua suministrada y requerida, en el capítulo VI se dan los resultados y la discusión, y por último se dan las conclusiones y recomendaciones. 7 CAPÍTULO I RECURSO HÍDRICO 1.1 Panorama actual En el ámbito mundial cada vez se otorga mayor atención al agua, sobre todo ante la problemática que se presenta en diversos países del orbe, en donde la escasez del recurso constituye un riesgo para el desarrollo económico y social. El agua se necesita en todos los aspectos de la vida (Agenda 21, 1992). Ante esta situación, se han realizado numerosas reuniones regionales, nacionales e internacionales cuyo fin es conocer a fondo la problemática del agua, saber qué está sucediendo con el recurso, qué va a suceder en caso de continuar con las mismas políticas, cuál es el futuroque se avizora y en qué forma se alcanzará. Destaca la Visión Mundial sobre el Agua, determinada en el 2º Foro Mundial del Agua que se efectuó en La Haya en marzo del 2000. En esta visión se expresa un sentir compartido sobre el panorama del agua en el año 2025 (PNH, 2002a). Para hacer frente a los retos en el manejo del agua en México, en 1989 se creó la Comisión Nacional del Agua (CNA), órgano desconcentrado de la Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca (SEMARNAP). Este órgano tiene a su cargo la administración de los recursos hidráulicos con el fin de garantizar que su extracción, distribución, uso y preservación se realicen con eficiencia y equidad. El manejo racional del agua es un imperativo estratégico; el uso ineficiente del recurso y la degradación de su calidad constituyen un freno al crecimiento económico y contribuyen a incrementar las desigualdades sociales (PNH, 2002b). Debido a la topografía accidentada de la Sierra Madre Oriental, en el estado de Veracruz, se originan doce cuencas hidrológicas que cubren una superficie de 195,100 km2 con un escurrimiento anual de 97,317 millones de m3 y una navegabilidad del cauce de 925 km con profundidad promedio de 1 a 8 m que desembocan en el Golfo de México. En estas cuencas hidrológicas, el agua fluye formando recursos hidráulicos que son aprovechados para usos consuntivos (agricultura, doméstico, industrial, pecuario, termoeléctricas) y no consuntivos (hidroeléctricas, acuacultura, actividades recreativas, navegación y transporte). El río Atoyac tiene su origen al norte de Córdoba, en el cerro Loma 8 Grande, a 1,750 metros sobre el nivel del mar (msnm), su curso sigue en dirección sureste por terrenos de topografía accidentada, en este tramo se encuentra la presa derivadora Santa Anita, de cuya margen derecha parte el canal principal que abastece el sistema de riego el Potrero. La corriente sigue su curso hacia el noreste bordeando los cerros la Perla y Chiquigüite pasando por Atoyac, y 1.5 km aguas abajo afluye por la margen izquierda el arroyo general a 450 msnm conservando el nombre de río Atoyac. A partir de esta confluencia desvía su curso hacia el oriente por terrenos de lomeríos, hasta la afluencia por la margen izquierda del arroyo Paso del Macho, este afluente nace en la población Paso del Macho, a 500 msnm. Las precipitaciones más fuertes se registran cerca del Pico de Orizaba, durante el período comprendido entre los meses de junio a octubre, obteniéndose un promedio anual de 3200 mm, esto se debe a que en este período se presenta la temporada de tormentas y ciclones. Las precipitaciones mínimas se registran en invierno, habiendo precipitaciones de 286 mm debido a las masas de aire polar, que originan lluvias de poca intensidad (Gobierno del Estado de Veracruz, 1998a). La población total en el municipio es de 22,619 habitantes, 11,031 hombres y 11,588 mujeres, además existen 5,262 viviendas particulares que cuentan con los servicios, que se muestran en la tabla 2. Tabla 2. Índices de servicios Viviendas particulares con Viviendas Cobertura Agua entubada al 2000 4,090 77.727 Drenaje al 2000 3,852 73.204 Fuente: XII Censo de Población y Vivienda (INEGI, 2000) 1.2 El agua: un recurso estratégico y de seguridad nacional De acuerdo con los resultados del XII Censo General de Población y Vivienda 2000, México tenía una población de 97.4 millones de habitantes. Por otro lado, los análisis del Consejo Nacional de Población indican que la tasa de crecimiento de la población ha disminuido de 1.7% en 1995 a 1.4% en el 2000. Aún con esta disminución, se estima que en el año 2025 México tendrá 26 millones de habitantes adicionales y que la población seguirá creciendo hasta alcanzar un máximo de aproximadamente 133 millones en el año 2040, para luego empezar a descender (PNH, 2002c). 9 El uso ineficiente del agua y su falta de tratamiento, han propiciado que las fuentes superficiales sean insuficientes; que existan acuíferos sobreexplotados y que la mayoría de los cuerpos de agua, y muchos acuíferos, estén contaminados. A esta problemática se suma el hecho de que el agua no se cobra ni se mide, además se desperdicia en un 55% en el sector agrícola que consume el 78% de los usos consuntivos y, entre 30 y 50% se desperdicia en las zonas urbanas donde el consumo asciende al 12% del total, por otro lado sólo el 23% de las aguas residuales municipales del país reciben tratamiento, si no tomamos medidas correctivas el problema va a ser mayor (PNH, 2002d). El Plan Nacional de Desarrollo (PND), establece como uno de sus principios fundamentales la sustentabilidad y plantea como objetivo proteger el presente y garantizar el futuro de las próximas generaciones. El desarrollo debe ser, de acuerdo a este plan, limpio, preservador del medio ambiente, y reconstructor de los sistemas ecológicos, hasta lograr la armonía de los seres humanos con la naturaleza. Para obtener un crecimiento con calidad el PND propone como una de las estrategias, promover el uso sustentable de los recursos naturales, especialmente la eficiencia en el uso del agua y la energía (PNMARN 2001-2006). Existen muchas definiciones en cuanto a eficiencia del uso del agua. Una de las más integrales es, que la eficiencia debe considerarse desde varias perspectivas, es decir que existe una eficiencia absoluta que relaciona un uso determinado con la menor cantidad posible de agua para satisfacerlo; una eficiencia económica que pretende aprovechar el agua con los máximos beneficios económicos; una eficiencia social que intenta extender sus beneficios a la mayor parte de sus demandas en la comunidad; una eficiencia ecológica que debe ante todo garantizar la conservación de los recursos naturales y una eficiencia institucional que califica el funcionamiento de una institución por cuanto sus tareas relacionadas con el agua. Estas definiciones no son excluyentes, y pueden operar simultáneamente dependiendo de las condiciones particulares de cada usuario6 * (htp://ecofondo). 1.3 Agua para uso industrial El agua para uso industrial en la maquinaria, procesos y servicios es requerida en grandes cantidades que pueden reducirse con técnicas de uso eficiente (Brown y Caldwell, 1990a). La industria azucarera depende en alto grado de un abastecimiento adecuado de agua que puede provenir de dos fuentes: 10 El agua contenida en la caña de azúcar y que se recupera en los procesos de evaporación, cocimiento de crudo y refinería, y El agua de cursos y pozos naturales que se consume principalmente en los condensadores barométricos, como agua de refrigeración para las turbinas y máquinas, etc. El agua se utiliza como componente de productos, ó de manera indirecta en el control del proceso de producción, como en el enfriamiento de máquinas que generan calor ó en la higienización de determinadas operaciones y partes del proceso productivo. Sin embargo, el agua es un recurso de importancia para el hombre en sus diferentes actividades tanto domésticas, como comercial, industrial etc. La filosofía de efluente cero plantea el reuso o reciclo de agua de manera de reducir lo más posible la cantidad de agua fresca alimentada al proceso de fabricación (Hsieh, et al, 1995). Esto contribuye a un ahorro económico importante y a la conservación de los recursos naturales, en particular, en los lugares donde la zafra se realiza en épocas de sequía. Debido a que el agua es un recurso imprescindible para la vida, el uso racional de este recurso en la industria azucarera debe ser considerada como una parte esencial de todo proceso productivo por loque convendría definir la mayor cantidad de ciclos de reuso o recirculación de agua siempre que las propiedades físico químicas (temperatura, contenido de contaminantes, etc) lo permitan. La recuperación de los condensados de vapor provenientes de los evaporadores y tachos de cocimiento se pueden utilizar como agua de imbibición, agua de lavado en centrífugas de crudo y refinado, agua de disolución en refinería, lavado de tachos, molinos y filtros. Esta es una estrategia de reuso que se emplea en todos los ingenios azucareros con diverso grado de integración. Los condensados que arrastran azúcares podrían derivarse a dos consumidores: a) Al circuito de limpieza de grillas (parrillas) de calderas y lavado de humos que es una practica usada en algunos ingenios b) Como agua de reposición al circuito de agua de condensadores barométricos. La mayor parte del vapor vivo generado en la caldera, se condensa y retorna a la caldera después de ser usado. Este es un circuito de uso generalizado en la industria azucarera. Existen algunas pérdidas de vapor o de condensado debido al goteo en las juntas, al accionamiento de válvulas de seguridad, etc. Para mantener la concentración de sólidos en el agua de la caldera es 11 necesario purgar por medio de una corriente de agua que tiene solamente sales disueltas por lo que sería viable reusarla para el lavado de humos y parrillas. La refrigeración de máquinas motrices, para poder implementar este circuito es necesario disponer de un sistema de enfriamiento que permita disminuir la temperatura del agua para que sea utilizada nuevamente como refrigerante. Además, el agua que circula arrastra aceite y grasa y por lo tanto será necesario contar con un separador de grasa. El agua para condensadores barométricos, representa el mayor volumen de agua usada en el proceso de fabricación de azúcar, debido fundamentalmente a la baja eficiencia de los condensadores barométricos en la transferencia de energía, y puede ser reciclada empleando algún sistema de enfriamiento para mantener una diferencia de temperatura entre la entrada y salida del condensador (Wright, 1992). El uso del agua en los ingenios azucareros depende de varios factores, siendo los más importantes los vinculados con la disponibilidad, calidad y temperatura de la misma. De esta forma es posible establecer las siguientes categorías: Uso del agua vinculada directamente con el proceso productivo. 1.-Agua de alimentación a calderas 2.-Vapor consumido en los motores primarios 3.-Vapor consumido en el proceso tecnológico 4.-Escapes a la atmósfera por válvulas, tuberías y equipos de proceso 5.-Limpieza y desinfección de sistemas mediante equipos auxiliares: sopladores de hollín escobas de tachos, etc. 6.-Limpieza y desinfección de sistemas mediante mangueras: desinfección de tándems. 7.-Calentamiento de jugos en calentadores líquido-líquido. 8.-Extracción del calor de rechazo en enfriaderos y torres de enfriamiento 10.-Enfriamiento de chumaceras 11.-Preparación de productos químicos 12.-Dilución de mieles 13.-Imbibición 14.-Lavado de centrífugas 15.-Lavado de la torta de los filtros 12 Uso de agua vinculada indirectamente al proceso productivo. 1.-Como medio de enfriamiento en los enfriadores ínter y post etápicos de los compresores de aire para el sistema neumático de control. 2.-Sistema contra incendios 3.-Sistemas de protección e higiene vinculados al proceso. 4.-Sistemas de regeneración de la planta de tratamiento de aguas 5.-Planta eléctrica 6.-Talleres mecánicos destinados a las reparaciones y fabricación de piezas. Uso de agua no vinculada al proceso productivo. 1. Sistemas sanitarios y de higiene de recursos humanos auxiliar al proceso Factores fundamentales que influyen en el consumo de agua de un ingenio, Las causas que influyen ó determinan el consumo de agua en un ingenio azucarero son de diferente naturaleza, y algunas de ellas están muy estrechamente relacionadas. A continuación señalamos aquellas que han sido completamente caracterizadas durante los diferentes estudios ó diagnósticos realizados en diferentes fábricas de azúcar. 1.-Estabilidad y régimen de molida horaria. 2.-Calidad de la materia prima. 3.-Esquema térmico y su integración entre motores primarios y equipos tecnológicos. 4.-Estado del aislamiento térmico. 5.-Estado del sistema de recuperación, conducción y almacenamiento del condensado. 6.-Control de los salideros. 7.-Coordinaciones operacionales. 8.-Cantidad y temperatura del agua de imbibición. 9.-Control del agua para limpieza y enfriamiento. 10.-Limpieza de los molinos y de las diferentes áreas de la fábrica. 11.-pH del jugo clarificado. 12.-Control de la cantidad de agua para la preparación de productos químicos. 13.-Temperatura del jugo a la salida de los calentadores. 14.-Brix de la meladura y de las masas cocidas 15.-Caída de pureza entre las masas cocidas y sus mieles. 16.-Presión del vapor de escape. 13 17.-Limpieza de los equipos. 18.-Control del agua para filtros y centrífugas. 19.-Estrategia de operación de los tachos. 20.-Vacío en evaporadores y tachos. 21.-Control del agua de inyección a los condensadores barométricos. 22.-Temperatura del agua de alimentación a calderas y calidad de la misma. 23.-Buena selección y mantenimiento del sistema de trampas de vapor. 24.-Sistema de control para un mayor aprovechamiento de los condensados de calentadores y evaporadores. 25.-Control de las pérdidas de vapor a la atmósfera. 26.-Buen punto de ajuste de las válvulas de seguridad. 27.-Separación de los tanques de almacenamiento de condensado según la calidad de los mismos. 28.-Contaminación de los condensados por factores de diseño u operacionales. 29.-Empleo de condensados ajenos a la finalidad prevista. 1.3.1-Transferencia de calor La calidad de agua requerida varía según el tipo de industria, y los usos se pueden dividir en tres grupos: transferencia de calor, generación de energía y la aplicación a procesos. Para el primer caso se utiliza en procesos de calentamiento o enfriamiento, normalmente se usa para la generación de vapor por medio de calderas que emplean la combustión de carbón, petróleo, gas o productos de desecho como el bagazo, para el segundo caso el agua es uno de los fluidos más utilizados en la industria como medio de enfriamiento en condensadores y enfriadores. Sin embargo, es una sustancia que no debe desperdiciarse y por esta razón el agua caliente se suele enfriar por medio de contacto directo con aire en torres de enfriamiento; en estos equipos el agua se enfría y evapora, mientras el aire se calienta y humidifica, los más comunes son torre atmosférica, torre de tiro forzado y torre de tiro inducido (Valiente y Tlacatzin, 1991) o tanques de enfriamiento (IMTA, 1994a). 1.3.2.-Generación de energía. La mayor parte de la energía generada en muchos países, proviene de plantas termoeléctricas que emplean el vapor de agua para mover turbinas adaptadas a generadores. En la 14 recuperación del vapor se usan condensadores, logrando establecer los volúmenes de reemplazo en un 1% del total de agua suministrada a la planta (ASTM, 1982). 1.3.3.-Aplicación a procesos La purificación y el ablandamiento del agua pueden lograrse mediantediferentes métodos, según el uso que vaya a dársele. Ablandamiento es el término que se aplica a los procesos que eliminan o reducen la dureza del agua; se dice que el agua es dura cuando esta contiene cantidades objetables de sales disueltas de calcio y magnesio. El término purificación se refiere por lo general a la eliminación de la materia orgánica y de los microorganismos del agua (Austin, 1989). Las principales acciones de uso eficiente en el nivel industrial son la recirculación, el reuso y la reducción del consumo como se muestra en la figura 1; en los tres casos son necesarias dos actividades básicas: la medición y el monitoreo de la calidad del agua, de acuerdo a lo que establece la NOM 001-SEMARNAT- 1996. La medición es la acción fundamental de cualquier programa de uso eficiente en el sector industrial, en la determinación de usos horarios diarios, mensuales y estacionales según se trate; en los procesos, equipos, accesorios, zonas de riego, baños, etc., sirve para programar cómo usar mejor el agua y para motivar a que los trabajadores participen en el ahorro de este líquido. Como se señaló anteriormente, no todos los procesos industriales ni las áreas anexas a los mismos, requieren de la misma calidad de agua, así para establecer medidas de recirculación, reuso y reducción, es indispensable conocer la calidad del agua en cada parte del proceso industrial (IMTA, 1994b). . 1.3.3.1 Recirculación Esta acción consiste en utilizar el agua en el proceso donde inicialmente se usó. En general, la primera vez que el agua ha sido utilizada, cambia sus características físicas y químicas y, por lo tanto, podría requerir algún tipo de tratamiento. Es necesario entonces conocer la calidad del agua demandada por el proceso en cuestión, el nivel de degradación de su calidad en el mismo y, por ende, el tipo de tratamiento necesario. Uno de los usos industriales en que se emplea la recirculación es en el enfriamiento de equipos refrigeración o la condensación de vapor. En estos casos, para recircular el agua se utiliza torres de enfriamiento que reducen su temperatura. La recirculación también se utiliza en los 15 procesos de lavado que tienen por objeto remover residuos o elementos contaminantes de los productos y equipos; esta agua posteriormente se envía a una planta de tratamiento para su reuso. En los procesos de transporte de materiales, por ejemplo minerales o alimentos, se puede recircular el agua, incluso sin tratamiento. Actualmente, en la fabricación de papel, el reciclaje de agua es una actividad común, en la industria azucarera podría ser en el lavado de carbón, caña o el agua de enfriamiento. 1.3.3.2 Reuso En esta situación, el efluente de un proceso (con o sin tratamiento) se utiliza en otro que requiere de diferente calidad del agua. Es necesario determinar la calidad del agua que requiere cada proceso, identificar que efluentes podrían utilizarse y, cuando corresponda, definir cual sería el tratamiento mínimo requerido y los mecanismos para transportar el líquido. El agua, producto de los procesos de lavado puede reusarse en otros que requieran de una calidad menor, como sucede en el enfriamiento, el transporte de materiales o la purificación de aire. En un estudio realizado por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) en un ingenio azucarero (Romero y González, 1990), se encontró que el agua se podría reusar en lavado de pisos, sistemas de enfriamiento, servicios sanitarios y riego agrícola. 1.3.3.3 Reducción del consumo Otra opción es reducir el consumo optimizando los procesos, mejorando la operación mediante la modificación de los equipos o la actitud del personal hacia el uso del agua haciendo campañas para concientizar. En este caso es necesario calcular la cantidad de líquido requerida por un proceso dado, compararla con el consumo real y evaluar opciones para disminuir el consumo. En las industrias hay zonas (jardines o los servicios sanitarios) en las cuales se pueden lograr importantes reducciones del consumo, por ejemplo, sembrando plantas nativas de la región donde se ubique la industria, empleando equipo de riego eficiente, riego nocturno, etc. En cuanto a los servicios sanitarios, tanto la eliminación de fugas como el uso de reductores de flujo en excusados y regaderas de bajo consumo contribuyen a reducir los consumos industriales de agua. En el programa de uso eficiente del agua de cualquier industria es importante la participación de todo el personal (Brown y Caldwell, 1990 b). 16 Figura1. Usos del agua en la industria: a) tradicional. b) ideal. REDUCCIÓN ENTRADA DE AGUA REUSO OTROS PROCESOS ENTRADA DE AGUA SALIDA DE AGUA RESIDUAL PARA RIEGO a) PROCESO TRATAMIENTO b) SALIDA DE AGUA PROCESO RECIRCULACIÓN 17 1.4.- Gestión Ambiental Municipal Se entiende por gestión ambiental el proceso orientado a administrar eficientemente los recursos ambientales existentes en un determinado territorio, la importancia que tiene para el ayuntamiento de cumplir con la Gestión Ambiental es para que la calidad de vida ciudadana siga una tendencia de mejora continua y promover el desarrollo sociocultural y económico de la población, regulando el uso de los recursos suelo, agua, tierra, aire, flora y fauna para su preservación. Una gestión ambiental eficaz y eficiente en los municipios requiere del fortalecimiento institucional y administrativo de sus gobiernos. Para tal fin, es indispensable que el ayuntamiento logre el acceso a fuentes de financiamiento, lo que le permitirá estar en mejores posibilidades de cumplir con el compromiso de dar a la comunidad un servicio público satisfactorio. Es importante mencionar que los municipios pueden financiar sus programas y proyectos de desarrollo sustentable con el apoyo de instituciones de crédito nacionales por ejemplo el Banco Nacional de Obras y Servicios Públicos (BANOBRAS), y solicitar al gobierno federal la canalización de recursos internacionales del Banco Mundial, y del Banco Interamericano de Desarrollo (Agenda Municipal para la Gestión Ambiental, 2003). Dentro del marco legislativo, el artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, establece que las aguas son de propiedad pública bajo el control del gobierno federal; la Ley de Aguas Nacionales (LAN) y el Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales (RLAN) regulan la explotación del recurso y tienen como propósito salvaguardar la calidad y cantidad de agua en el territorio nacional; la Ley Federal de Derechos en Materia de Agua (LFDMA) establece el marco legal y los mecanismos sobre los cuales el gobierno federal puede establecer las tarifas por uso de agua, así como por descargas de aguas residuales en los cuerpos de agua y bienes nacionales, de acuerdo con parámetros definidos; la Ley General de Salud ( LGS) estipula los estándares respecto al agua potable; y la Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA) que se aprobó en 1988, y que se actualizó en 1996, define las atribuciones de las instancias federal, estatal o municipal en materia ambiental, fundamenta laobligación de cumplir con las Normas Oficiales Mexicanas y permisos para la descarga de aguas residuales a cuerpos receptores nacionales, establece la obligación de realizar estudios de impacto ambiental en construcción de obras que constituyan o puedan constituir riesgos por contaminación de los recursos naturales; también establece que para formular y conducir la 18 política ambiental es necesario observar algunos principios que aparecen en el artículo 15 de la LGEEPA y los relevantes para este fin son: a- Los ecosistemas y sus elementos deben ser aprovechados de manera sustentable. b-Toda la sociedad es responsable de preservar el equilibrio ecológico. c- El que dañe el ambiente debe reparar el daño o asumir el costo de dicha afectación. d-El que proteja el ambiente y aproveche de manera sustentable los recursos naturales debe ser incentivado. e-Debe privilegiarse la política de prevención de daños al equilibrio ecológico. f- Debe buscarse la coordinación entre dependencias, sectores y niveles de gobierno, para aumentar la eficacia en las acciones ecológicas. g.-Deben inducirse las acciones de los particulares en los campos económico y social en el sentido de la preservación y restauración del equilibrio ecológico. En otro sentido, con respecto a la CNA está a cargo del sector hidráulico con atribuciones exclusivas en lo concerniente a la gestión del agua, ésta ha desarrollado un importante proceso de planeación hidráulica; ha dividido al país en regiones. En ese contexto, con el fin de aplicar las políticas de manejo del agua en el marco de un desarrollo regional, se han establecido 13 regiones hidrológico-administrativas conformadas por una cuenca o un conjunto de ellas con características hidrológicas similares entre sí, que facilitarán la aplicación de planes y programas de desarrollo; El Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) realiza investigación para promover el uso eficiente del agua (Pérez, 2003). Por su parte, en el PND, se estableció un sistema de planeación para el desarrollo regional, y un nuevo marco de relaciones intergubernamentales. Se definieron cinco mesorregiones: Sur- Sureste, Centro-Occidente, Centro, Noreste y Noroeste, el río Atoyac del que el ingenio el Potrero es usuario, se encuentra en la primera mesorregión. 1ª Mesorregión Sur-Sureste Incluye a las Regiones Hidrológico-Administrativas XII Península de Yucatán, XI Frontera Sur, V Pacífico Sur, la mayor parte de la región X Golfo Centro y una porción de las regiones IV Balsas y IX Golfo Norte (PNH, 2002e). 1.5 Concesión de agua El artículo 20 de la LAN se refiere a la explotación, uso o aprovechamiento de aguas nacionales por dependencias y organismos descentralizados de la administración pública federal, 19 estatal o municipal, esta concesión se realiza mediante asignación otorgada por la CNA. El otorgamiento de una concesión o asignación, toma en cuenta la disponibilidad del agua y sólo se podrá terminar, entre otros motivos, por disponer del agua en volúmenes mayores que los autorizados, cuando por la misma causa el beneficiario haya sido suspendido en su derecho con anterioridad. El término de la concesión o asignación para la explotación, uso o aprovechamiento no será menor de cinco ni mayor de cincuenta años, y el concesionario está obligado al pago de derecho sobre agua de acuerdo a la zona de disponibilidad [que se encuentra en la Ley Federal de Derechos en Materia de Agua LFDMA (2003) en el artículo 223, cabe mencionar que actualmente esta ley se llama Ley Federal de Derechos LFD (Ver Anexo I)], en que se efectúa su extracción de conformidad a la división territorial contenida en el artículo 231 de la citada ley, en el caso que nos ocupa esta zona es la 8 y el precio por metro cúbico es de $1.48 pero para efectos de lo dispuesto en el artículo 223, apartado “A”, el artículo segundo transitorio fracción VI de esta misma ley, dice que para el uso o aprovechamiento de aguas nacionales que se utilicen en los ingenios azucareros se efectuará un descuento del 50 % de las cuotas por m3 que corresponda a las zonas de disponibilidad, es decir, $ 0.74 por m3 de agua; y para consumo doméstico concesionado a empresas, apartado “B” $65.00 por cada 1000 m3, ya que el ingenio presta el servicio de agua potable en sustitución del municipio, suministrando volúmenes de agua para consumo doméstico a la población de tres colonias sin costo alguno. De los ingresos que se obtienen por la recaudación por aprovechamiento de aguas nacionales por usuarios distintos de los municipales, 200 millones de pesos son para el Fondo Forestal Mexicano que supuestamente son utilizados para el desarrollo y operación de programas de pago por servicios ambientales, y los ingresos que se obtienen por la recaudación de consumo doméstico, se destinan a la CNA que emplea para construir obras de infraestructura hidráulica. Por las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores, están obligados a pagar las personas físicas o morales que descarguen en forma permanente, intermitente o fortuita aguas residuales en ríos, cuencas, vasos y demás depósitos o corrientes de agua, así como los que descarguen aguas residuales en los suelos o que puedan contaminar el subsuelo o los acuíferos (LFDMA, 2003). El cuerpo receptor de las descargas de aguas residuales del ingenio es del tipo “B” (embalses naturales y artificiales con uso en riego agrícola); ya que el agua residual no descarga 20 hacia el río, se va a un canal para usarse en riego agrícola y los límites máximos permisibles de esta agua residual se muestran en la tabla 3. Tabla 3. Límites máximos permisibles para contaminantes básicos cuerpo receptor tipo “B” Parámetro Límites máximos permisible mg / l Promedio Mensual Grasas y aceites 15 Sólidos suspendidos totales 75 DBO5 75 Nitrógeno 40 Fósforo 20 Cobre 4 pH 5-10 Fuente. Ley Federal de Derechos en Materia de Agua, 2003 Tabla 4. Título de concesión de agua. Datos del Título: 10VER100247/28IBGC00 Título 10VER100247/28IBGC00 Titular Ingenio el Potrero, S.A. Municipio Amatlán de los Reyes Estado 30 Volumen de extracción (m3/año) 64’437,120 Aprovechamientos superficiales 1 Volumen aprovechamientos superficiales (m3/día) 176,540 Aprovechamientos subterráneos 0 Volumen aprovechamientos subterráneos (m3 /año) 0 Puntos de descargas 1 (Proceso Industrial) Volumen de descargas (m3/año) 104’068,800 Superfície de zonas federales (m2) 3024.73 Anotaciones marginales No hay Datos subterráneos No hay Datos superficiales Región hidrológica 28 Zona federal Corriente del río Atoyac y arroyo del Seguro Fuente: CNA, 2003 21En la tabla 4 se muestra el título de concesión de agua del ingenio el Potrero, otorgado por la (CNA), en el cual se muestran algunos índices como número de título, usuario, volumen de extracción en m3/año, aprovechamiento superficial, puntos de descarga, etc entre otros. De esta tabla, se deduce que el volumen otorgado anualmente es de 2.043 m3/s de agua provenientes del río Atoyac, y 104’068,800 m3/año de descarga de aguas residuales o sea 3.300 m3/s. Cabe aclarar por principio de cuentas que no hay razón para ver ilógico el que la descarga resulte mayor a la demanda, ya que la caña contiene un alto grado de humedad. 22 CAPÍTULO II ÁREA DE ESTUDIO 2.1 Descripción del área de estudio. El ingenio el Potrero se encuentran situado en el Municipio de Atoyac Veracruz, (Atoya-c palabra náhuatl que significa “en el río” Atoyatl río, c en). El río Atoyac se localiza en la, región hidrológica - administrativa X golfo centro, se ubica en la Cuenca del río Jamapa que está situada entre los 18º 45’ y 19º 13’ latitud norte, y los 96º 17’ y 97º 16’longitud oeste, tiene un área aproximada de 3,912 km2. La vegetación es exuberante, del tipo de selva mediana subperennifolia. Los cultivos más importantes son la caña de azúcar (Saccharum officinarum), cafetales (Coffea arábiga), y la palma camedor (Chameadora schideana) como planta de ornato. El agua del río tiene una coloración azul turquesa y entre violentos rápidos se une al río Cotaxtla, donde se hace amplio y tranquilo. Un kilómetro antes de llegar a la costa se une con el río Jamapa para formar Boca del Río (Municipio del puerto de Veracruz) y desembocar en el Golfo de México7 *(http://www.geocities). En la Figura 2 en la parte “oeste” se muestra el nacimiento del río Atoyac a 1,750 msnm, aguas abajo a 7.75 km de longitud en la población de “Ojo de Agua Chico” por donde se encuentra el cementerio, se desvía el agua del río hacia el canal durante seis meses; el canal mide 9.58 km de longitud (SARH, 1982a) existiendo una toma de agua en el km 5.76 hacia el ingenio el Potrero que se encuentra localizado en Potrero Nuevo, el cauce del río que no lleva agua, ya que es desviada hacia el canal, tiene una longitud de 10 km en dirección “este” aproximadamente hasta la población de Atoyac. Para llegar al nacimiento del río Atoyac desde la ciudad de México la ruta es como sigue: Puebla-Orizaba-Fortín-Córdoba-Paraje Nuevo-Potrero Viejo -Atoyaquillo8 *(http://www.atoyanet). Límites políticos Norte: Tepatlaxco e Ixhuatlán del Café; Sur: Yanga y Cuitláhuac; Este: Paso del Macho; y Oeste: Ixhuatlán del Café, Córdoba y Amatlán de los Reyes. Hidrografía El municipio de Atoyac se encuentra regado por pequeños arroyos como Paso de Doña Juana y Hondo, que son tributarios del río Chiquigüite. Orografía 23 El municipio se encuentra ubicado en la zona central y montañosa del estado, con irregularidades importantes como las Barrancas de Atoyac por donde corre el río del mismo nombre y el Cerro del Chiquigüite. Clima Su clima es húmedo y caluroso con una temperatura promedio de 26 °C, la precipitación pluvial media anual es de 3,200 mm. Flora El ecosistema que existe en el municipio es el de bosque templado, caducifolio con especies como el liquidámbar u ocozote, encino, fresno y álamo. Fauna En el municipio se desarrolla una fauna compuesta por poblaciones de conejos, ardillas, liebres, tejones, víboras de cascabel, coralillo, acuáticas como langostinos, mojarras, y juiles (bagre). 2.2 Indicadores del Municipio En la tabla 5 se muestran algunos indicadores del Municipio de Atoyac. Tabla 5. Indicadores del Municipio de Atoyac Población total del (2000) 22,619 habitantes Porciento de la población en el estado 0.33% Número de localidades 75 Localidades rurales 73 Localidades urbanas 2 Población urbana 16,443 habitantes Población rural 6,176 habitantes Región Grandes montañas Latitud 18º 53’norte Longitud 96° 46' oeste Superficie 171.09 km2 Porcentaje del total estatal de la superficie 0.0023% Altura sobre el nivel del mar 486 metros Fuente: Oficina del Programa de Gobierno, Gobierno del Estado de Veracruz, 2002 24 Figura 2. Nacimiento del río Atoyac, carta topográfica (escala 1:50000) Córdoba, Veracruz E 14 B 57. Fuente INEGI, 1985 Río ____ Canal_____ Ingenio_____ Canal de aguas residuales ____ 25 CAPÍTULO III INGENIO EL POTRERO 3.1.- HISTORIA DEL INGENIO Y DE LA CONCESIÓN DE AGUA El presente trabajo es muy similar al realizado por Tovar et al., (2001), sólo que está relacionado con la industria azucarera y muy especialmente, el ingenio azucarero el Potrero. La hacienda de este ingenio fue construida desde los inicios de la Colonia. A finales del siglo XIX, además de dedicarse a la producción de azúcar, arrendaba algunas fracciones de terreno para cultivar café, maíz o fríjol; entre los arrendatarios estaban Basilio Montero, Francisco Rubio, Albino Mendoza, Antonio Ramos y Lucas Segura. En 1880 la negociación azucarera era propiedad de Toms Mazon, que al morir en 1902, heredó a sus sobrinas Beatriz e Isabel Acasuzo. Las nuevas propietarias formaron una sociedad particular con el Sr. Villa, las herederas de Toms Mazon aportaron el capital y el Sr. Villa su administración, para lo cual cobraría 25% de las ganancias. Durante ese año, la cotización del dulce disminuyó y repercutió en la economía, ocasionando problemas financieros. En 1903 el Banco Internacional Hipotecario tenía establecido sobre la unidad productiva, una hipoteca por un crédito vencido desde 1902 por $148,280.00. Frente a la competencia imperante en el ramo y el estado obsoleto de la empresa en 1904, las herederas desintegraron la sociedad y vendieron en 1905 la hacienda a la Mexican National Sugar Refining Company en $152,230.00 El nuevo propietario era dueño del Ingenio Santa Fe en Tlacotalpan, impulsados por las facilidades que el general Díaz daba a los inversionistas extranjeros, al año siguiente realizaron algunas modificaciones a la planta industrial, para hacerla competitiva (Gobierno del Estado de Veracruz, 1998b). El 24 de agosto de 1905 la Secretaría de Fomento, mediante contrato, autorizó 7,000 l/s de agua del río Atoyac a la Mexican National Sugar Refining Company para generación de energía; la caída que se aprovechó fue de 13.60 m y la fuerza efectiva fue 642.6 caballos teóricos y 470 caballos efectivos durante medio año (AHA, 1905-1907). En el transcurso de estos años, la compañía contrató trabajadores extranjeros procedentes de España, Francia y EU con experiencia en el manejo del equipo industrial y administrativo. 26 En 1905, la capacidad de molienda del ingenio era de 1,500 toneladas de caña por día, exportando mascabado a los mercados de Londres, al igual que los ingenios de Motzorongo y San Cristóbal, quienes maquinaban 700 toneladas en 24 horas; el Potrero estaba bien comunicado por el ferrocarril de México-Veracruz. En junio de 1908, el ingenio contaba con la primera planta refinadorade México y con instalaciones para producción de azúcar en cubitos. En esa zafra se incendió casi la mitad del campo cañero, lo que desató una grave crisis, además de una fuerte deuda hipotecaria de $332,506.00 cuyo tenedor de la hipoteca era el norteamericano Alberto H. Lawrence. En el marco de la competencia regional, el ingenio el Potrero contaba con una eficiente tecnología para exportar, aunque no logró recuperar su inversión en el corto plazo. En consecuencia, sus deudas se incrementaron, la negociación azucarera pasó a manos de un nuevo empresario y la compañía no pudo cubrir los pagos que habían acordado con los antiguos dueños de la hacienda. En octubre de 1910, el Sr. Lawrence inició un juicio hipotecario en contra de la Mexican National Sugar Refining Company para reclamar el pago de los créditos hipotecarios y la liquidación de sus respectivos intereses; el día 30 de septiembre de 1911 el juez tercero de Córdoba dictó un fallo a favor de Alberto H. Lawrence, ya que la compañía no tomó en cuenta la demanda. Así, el 11 de agosto de 1912 el ganador del juicio procedió a rematar la unidad productiva en $507,200.00 para cobrar los créditos hipotecarios e intereses. Lawrence obtuvo la negociación azucarera libre de hipotecas, ya que la adquirió a menos del 50% de su valor, según avalúo del Banco Mexicano de Comercio e Industria. El 6 de diciembre de 1912, el inmueble tenía un valor de $1’411,376.00. En 1912, el general zapatista Higinio Aguilar y Gaudencio de la Llave, al mando de 300 hombres atacaron el cuerpo de rurales que custodiaban la empresa, como fueron insuficientes para detener la arremetida de los atacantes, el jefe político del cantón solicitó refuerzos a los cuarteles militares de Córdoba y Veracruz que resultaron inútiles. Después del saqueo y el ataque de los insurgentes, el transporte de mercancías del ingenio hacia Veracruz quedó suspendido. El 11 de febrero de 1913, un grupo de insurgentes interrumpió el tráfico del Ferrocarril Mexicano al volar los puentes de Atoyac y Paso del Macho para tomar algunas locomotoras y trasladarse a la ciudad de México; estos sucesos perjudicaron la economía empresarial. 27 El nuevo propietario modernizó la empresa hasta 1913, cuando uno de sus empleados Carlos Bailles de nacionalidad francesa lo asesinó después de exigir aumento de salario, entonces pasó a su viuda Virginia Parnet la cual adquiere todas las propiedades así como también la concesión de agua que es autorizada por la Secretaría de Fomento. En marzo de 1915, el destacamento militar de Potrero fue derrotado asaltando a la propietaria de la empresa. En esta ocasión se llevaron $6,000.00, suma con la cual la gerencia iba a pagar el salario de sus peones de campo. El 26 de diciembre de 1917 se ratificó la autorización de la concesión de agua con un gasto de 7,000 L/s de agua y un impuesto anual asignado de $ 290.38. Durante 1917 y 1918, en los alrededores de la unidad productiva estaban dos campamentos rebeldes, los que frecuentemente asaltaban a los comerciantes y secuestraban al gerente de la empresa. El último ataque se realizó el 13 de diciembre de 1918, cuando se enfrentaron las tropas del general Pedro Gabay con los federales de Potrero, al término del fuego, el ejército rebelde fue derrotado y emprendió su retirada. Con el gobierno constitucionalista de Carranza, las haciendas no destruidas reiniciaron el auge; en el Potrero la propietaria norteamericana comenzó a realizar inversiones el 2 de diciembre de 1918, siendo Secretario de Agricultura y Fomento el C. Ing. Pastor Rouaix y en representación de la Sra. Virginia Parnet Vda. de Lawrence, el ingeniero H. Mac-Lean (gerente de la empresa agrícola), solicitó una concesión a la Secretaría de Agricultura por 3’283,200 m3 de agua anual del río Atoyac para regar entre 300 y 500 hectáreas de terreno, siendo la cuota anual de $164.16. Los primeros días de enero el sistema de riego estaba ya funcionando, esta concesión se decretó nula el 30 de noviembre de 1926, por incumplimiento de varias cláusulas (AHA, 1918-1955). Se ampliaron por igual los sistemas de cultivo de agricultura intensiva y extensiva, el 19 de mayo de 1919, la Sra. Virginia Parnet le compró a Raquel de la Llave, albacea de los bienes de su hermano Vicente de la Llave, la hacienda cafetalera de la Concepción, en un millón de pesos. La nueva finca quedó anexada al ingenio el Potrero, su dimensión era de 932 hectáreas, y rodeada de un poblado del mismo nombre, para facilitar la dirección del proceso productivo y el control de la fuerza de trabajo, la gerencia estableció otra división sobre dicha superficie, con sus correspondientes campos codificados, en donde una administración especial se encargaba de la supervisión de actividades agrícolas. Al igual que el anexo de Potrero Viejo y Potrero, una parte 28 directamente la explotaba la gerencia, otra la otorgaba en arriendo y el resto era utilizado como tierras de agostadero. Como las inversiones se podían recuperar en un corto plazo, se mecanizó el sistema de transporte y acarreo de la caña del campo al ingenio, la concesión que se tenía de 7000 L/s sufrió dos reformas y finalmente el 7 de diciembre de 1922, se formuló la última de que se tiene constancia que era de 546 caballos teóricos y un impuesto anual de $235.00 (AHA, 1917-1979). La vía férrea fue ampliada 22 km, aunque se siguió utilizando carretas tiradas por bueyes (como se muestra en la figura 3, cortesía del Sr. Emilio Aurelio Tapia Sandoval). Durante 1927, cuando la producción crecía aceleradamente y en el mercado nacional los productores se encontraban compitiendo, la dueña de el Potrero, ante el agravamiento de la crisis de sobreproducción, vendió su propiedad a la Compañía Manufacturera el Potrero, S.A., en 1000 dólares con capital de la casa Smyth Wise & O’ Conell, cuyo director era Henry M. Wise abogado neoyorquino que también tenía intereses en la Ammex Petroleum Corporation. La Compañía Manufacturera el Potrero, S. A., se formó el 10 de noviembre de1927 en la Ciudad de México, sus integrantes fueron los Licenciados Agustín y Fernando Garza Galindo, James M. Hogan, cada uno con 5 acciones. El principal socio de la Compañía Manufacturera el Potrero era la National Sugar Company de Nueva Jersey, la compañía azucarera más grande de los Estados Unidos, en la que era un importante socio el banquero Ellsworth Bunker (Crespo et al., 1988b), propietaria de 960 acciones, a quienes se les reconoce como legítimos poseedores de los derechos de la concesión de agua del contrato del 24 de agosto de 1905 y confirmado el 24 de Julio de 1936 por la Secretaría de Agricultura y Fomento (AHA, 1920-1927). Los nuevos propietarios iniciaron la reorganización del proceso productivo en la fábrica y en la fase agrícola; dándose cuenta que existía el contrato de concesión de agua por los 7,000 L/s autorizados por el contrato del 24 de agosto de 1905 para fuerza motriz, y otro para usos industriales que no estaba autorizado el cual eran 200 L/s o sean 6’307,200 m3 / año, por lo que hicieron otro contrato y se estipularon 200 L/s para usos industriales con un impuesto anual de $315.36 y 6,800 L/s para fuerza motriz, con un impuesto anual de $462.06 siendo el representante de la Cía. Manufacturera, el Sr. Cyrus L. Merriam (AHA, 1907-1951). Con la intención de racionalizar los costos e incrementar la eficiencia, para ello introdujeron nuevas cuchillas instaladas antes de entrar a los molinos. Con esta maquinaria, técnicamente la fábrica quedó mejor capacitada para moler la caña; incorporaron 30 tractores de 29 gasolina Caterpillar, 20 más de diesel, marca R.D.F. y Fordson, también obtuvieron arados Killefer para subsuelo y surcado, arados Davis con 3 y 5 discos de 20 cm, rastras
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