Necesidad de la determinación de la alcalinidad en la caracterización de la lluvia

Mahendra Pal Verma

Resumen

n este trabajo se presenta la medición de la alcalinidad y la determinación de las especies carbónicas en las aguas de lluvia por el método de la titulación de Gran. Los valores de alcalinidad obtenidos por este método en las aguas de baja conductividad eléctrica son bastante confiables. Asimismo, se discuten los estudios existentes sobre la caracterización de la lluvia ácida en la república mexicana.

 

Introducción

Los problemas ambientales son más severos cada día y requieren mayor atención para entenderlos y controlarlos, con el objetivo de mantener la vida sobre el planeta Tierra. Uno de ellos es la lluvia ácida que afecta de diversa manera la flora terrestre, la agricultura, los cuerpos de agua, la flora y fauna acuática, los suelos, los mantos de aguas subterráneas, las estructuras, los edificios y los monumentos históricos [Páramo et al., 1987].

La lluvia que se forma en una atmósfera limpia generalmente tiene cierta acidez causada por la disolución de CO2 atmosférico. Este proceso ocasiona que el pH del agua de lluvia tenga valores dentro de un rango entre 5 y 5.6 (figura 1). Esta ligera acidez que se produce a causa del bióxido de carbono presente en la atmósfera en forma de ácido carbónico no se ha considerado como el fenómeno de la lluvia ácida.

La industrialización ha provocado la emisión de sustancias tóxicas a la atmósfera. Entre las más importantes se encuentran los hidrocarburos, el monóxido de carbono, el bióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, compuestos con elementos metálicos, el clorofluorocarbono, el ozono, etcétera. Algunos de estos contaminantes, en particular los óxidos de azufre y de nitrógeno, en presencia de humedad atmosférica dan lugar a reacciones químicas que producen ácidos, principalmente sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3), originando así, la lluvia ácida, uno de los problemas ambientales de las grandes urbes. Este proceso origina un decremento del pH hasta valores que fluctúan entre 5 y 3, y que incluso en algunos casos pueden ser menores.

Los daños ocasionados al medio ambiente han sido una preocupación constante en el mundo entero, por lo que se han dedicado enormes esfuerzos para conocer las causas sobre la formación de las lluvias ácidas y los mecanismos para reducirlas.

Como se mencionó anteriormente, la acidez en la lluvia la provocan fundamentalmente dos especies (SO42- y NO3-), los cuales pueden producirse por proceso de óxido-reducción del H2S y SO2 (para formar SO42-) y NOx (para dar NO3-). La acidez de lluvia referida como exceso del catión hidrógeno (H+) es normalmente balanceada por los aniones mayores de sulfato, nitrato, bicarbonato y cloruro. La distribución espacial y temporal de las concentraciones químicas e isotópicas puede usarse para definir la fuente de acidez en las lluvias (Verma, 1995).

En el monitoreo químico de las lluvias se contempla la determinación de los componentes químicos como los aniones, Cl-, SO42-, NO3- y HCO3-; los cationes mayores, NH4+, Na+, K+, Ca2+ y Mg2+; y el pH tanto en sitio como en laboratorio. El análisis de Cl-, SO42- y NO3 se efectúa por cromotografía líquida, mientras que el Na+, el K+, el Ca2+ y el Mg2+ se analizan por absorción atómica. La determinación del NH4+ se realiza por medio del electrodo de ion selectivo.

El pH de la lluvia se ha considerado como un parámetro fundamental para la caracterización de la lluvia ácida, pero cabe señalar que la medición del pH por medio de un potenciómetro en las aguas de lluvia no representa valores muy confiables [Galster, 1991]; asimismo, el pH también depende del contenido del CO2 disuelto; por otra parte, la disminución del pH por aumento de la concentración del CO2 no se considera como consecuencia de la formación de la lluvia ácida. De esta manera, la determinación del pH no es suficiente para la caracterización de la lluvia; se requiere determinar la alcalinidad (o acidez) respecto al punto equivalente de CO2 para la caracterización de la lluvia.

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Química de sistema carbónico

Como se mencionó anteriormente, el efecto de alteración del contenido de los componentes menores de la atmósfera ha modificado las condiciones climatológicas enormemente. El ciclo de CO2 se ha alterado por actividades humanas como combustión de combustibles fósiles y la deforestación. La consecuencia de esto ha sido un aumento notable de la concentración de CO2 en la atmósfera. La química del sistema carbónico está documentada ampliamente en los libros de texto [Stumm y Morgan, 1981; Pankow, 1994]. En este trabajo se presenta un resumen relevante sobre tales conceptos.

El CO2 disuelto en el agua existe en forma CO2(ac) y H2CO3. El CO2 mismo no es ácido o base, pero cuando el ácido carbónico H2CO3 disocia, el CO2 se convierte en ácido carbónico. De este modo, en las reacciones de ácido-base la suma de CO2 y H2CO3 se considera como ácido no disociado y se representa con una especie hipotética H2CO3. Así, una solución acuosa de CO2 contiene cinco especies: H+, OH-, HCO3-, CO32- y H2CO3 . Para definir el sistema completamente se requiere de cinco ecuaciones.

El ácido H2CO3 se disocia en los iones bicarbonato e hidronio como lo muestran las reacciones siguientes:

La constante de equilibrio es la siguiente:

[1]

El ion bicarbonato se disocia formando ion carbonato:

[2]

En todas las soluciones acuosas existe la disociación de agua:

[3]

El balance de masa para las especies carbónicas:

[4]

El balance de protones para la solución de ácido carbónico:

[5]

Se puede obtener la ecuación para el ion hidronio por las ecuaciones 1 a 5:

[6]

Para una concentración CT dada, esta ecuación se puede resolver para el ion hidronio (o pH) por el método numérico de errores y pruebas. Substituyendo el valor de [H+] en las ecuaciones 1 a 5 se puede calcular la concentración de todas las especies, H2CO3, HCO3-, CO32- y OH-. La figura 2(a) muestra la variación de la concentración de las especies en función del pH para una solución carbónica. La figura 2(b) presenta una curva característica de titulación para este sistema.

La variación del pH por disolución de varios ácidos como HCl, HNO3, H2SO4 y H2CO3 (o CO2 disuelto) en agua se observa en la figura 3. Se ve claramente entonces que la disolución de CO2 afecta el pH de la lluvia. Posteriormente se discutirá que la disolución de CO2 altera la alcalinidad con respecto al punto equivalente del CO2. De este modo, la determinación de alcalinidad es fundamental para la caracterización de lluvias.

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Determinación de la alcalinidad por titulación de Gran

La alcalinidad de una solución es una medida de su capacidad para neutralizar un ácido. Analíticamente, la alcalinidad es la cantidad (en eq/l) de ácido fuerte requerida para la titulación de la solución con respecto al punto equivalente correspondiente. En la figura 2(b) se explica la definición de la alcalinidad en el caso del sistema carbónico. La alcalinidad de una solución depende del punto de referencia y la acidez de la solución es negativa de la alcalinidad respectiva.

En la figura 2(b) también se muestran las definiciones de la acidez y alcalinidad en cuanto a los puntos equivalentes de H2CO3, HCO3- y CO32-. En el caso del punto equivalente del CO2 (H2CO3) se representa la alcalinidad como alk. No es posible la titulación de la alcalinidad y las especies carbónicas por el método estándar debido a que las muestras de lluvia contienen muy bajo contenido de CO2 disuelto (ver figura 2b). No existen los puntos de inflexión en los puntos equivalentes para la curva de concentración de CO2 de 10-5M, por ello, se utiliza el método de "titulación de Gran" para determinar la alcalinidad en un sistema que contiene baja concentración de ácido-base, como en el caso de la lluvia. En estos casos no se observa ningún cambio prominente en el pH; de igual forma, no ocurre el punto de inflexión (PI) en la curva de titulación circundante al punto equivalente de interés [Pankow, 1994].

En este método se usan los datos de titulación pH contra volumen de titulante para definir la localización del punto equivalente (PE). Un análisis químico-matemático de las expresiones como H+-acy, alk revelan que los datos adyacentes, pero no inmediatos de un punto equivalente PE, pueden usarse para localizar el PE. En una solución ácido-base pueden existir tres posibilidades iniciales que contiene la solución:

· Un ácido débil y un poco de ácido fuerte (inicial

f < 0).

· Solamente un ácido débil (inicial f = 0).

· Un ácido débil con un poco de base fuerte (inicial

f > 0).

La medición del pH de solución no da ninguna información acerca del estado inicial de la solución. Debido a eso se agrega un volumen (Va) de un ácido fuerte de la concentración conocida (Ca) en un volumen (Vo) de solución titulada (muestra de lluvia) para asegurar que el estado inicial sea f < 0; después se titulan con un titulante (base) de concentración conocida (Cb) para todo el rango del pH.

La ecuación de balance de protón (EBP) para una solución H2CO3 es:

[7]

Así, la acidez H+-acy será:

[8]

Para cualquier punto de titulación, el producto de H+-acy y el volumen total de la solución debe ser igual al producto de Cb y el volumen del titulante requerido para la neutralización de H+-acy.

[9]

donde Vt es el volumen de titulante agregado y Vs es el volumen de titulante agregado para llegar al PE de H2CO3.

Para f < 0

[10]

Así:

[11]

Si definimos:

[12]

El valor de F1 es conocido (calculado) en todos los puntos durante la titulación. Si graficamos F1 contra Vt, el valor de F1 tenderá a cero linealmente con una pendiente de -Cb, cuando Vt tiende a Vs. Esta ecuación también indica que el gráfico F1 contra Vt pasará por el eje X a Vt = Vs. Así, la localización de esta intersección determinará Vs. Con ello, las otras funciones en el caso del sistema carbónico pueden definirse como:

[13]

Donde Vm- volumen agregado para llegar al PE de HCO3-

Vw - volumen agregado para llegar al PE de CO32-.

Con esto, la alcalinidad y concentración total del ácido carbónico disuelto serán en eq/l:

[14]

Con los valores de alcalinidad y CO2 disuelto total en el agua se puede calcular el pH y la especiación carbónica en el agua con las siguientes ecuaciones:

alk = CT (a1 + 2a2) + [H+] - OH-]

[15]

donde a0, a1 y a2 son las fracciones de ionización de ácido carbónico que han perdido cero protón, un protón y dos protones, respectivamente.

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Estudios sobre caracterización de la lluvia en México

Las investigaciones sistemáticas sobre el monitoreo de las precipitaciones pluviales en México son relativamente recientes. Báez y colaboradores (1986, 1993) recolectaron las lluvias en forma secuencial por fracciones en ocho sitios de la ciudad de México y áreas circundantes. Los resultados indicaron que los constituyentes químicos decrecieron en su concentración iónica en la porción primera de un evento de la lluvia, mientras que esta concentración se incrementó, decreció o incluso no varió durante la última parte del evento. Páramo et al. (1987) presentaron un estudio en 10 sitios localizados en el Distrito Federal y un análisis estadístico de los valores del pH medidos en las lluvias.

En 1987, el Instituto Nacional de Ecología (INE) implementó el programa Precipitaciones Ácidas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México; se determinó el pH, la conductividad eléctrica, los sulfatos, los nitratos, los cloruros, el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio a través de la técnica de muestreo por depósito total. En 1993 se revaluó este programa y se inició una etapa de monitoreo automático y continuo de los depósitos secos y húmedos en la zona. Los resultados preliminares de esta red de monitoreo se reportaron en el informe anual del Instituto Nacional de Ecología (INE) de 1994, y se elaboró un análisis estadístico de los parámetros medidos para encontrar una correlación entre ellos.

Los estudios de los contaminantes emitidos a la atmósfera demuestran que la geotermia es una de las fuentes limpias para generar energía (figura 4), pues la cantidad de gases emitidos casi no tienen efectos sobre la degradación de la atmósfera y de las lluvias. Sin embargo, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) realiza esfuerzos para medir la calidad de la atmósfera y de las lluvias alrededor de los sistemas geotérmicos; esto permite un estricto control ambiental. En 1995, la CFE, en conjunto con el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), planeó realizar un estudio completo de monitoreo químico e isotópico. Los fundamentos de la metodología isotópica los presentó Verma (1995) y los resultados de este estudio están reportados por Verma et al. (1997). Se seleccionaron ocho sitios para el muestreo de las lluvias: seis dentro del campo de Los Azufres, Michoacán, y sus alrededores y dos en los campamentos de la CFE en Morelia, Michoacán, y Guadalajara, Jalisco. Los resultados más importantes fueron: los valores de pH del agua de lluvia por pH-metro no son muy confiables debido a que las aguas contienen muy bajo contenido de sales disueltas; la alcalinidad (o acidez) respecto al punto equivalente de CO2 disuelto es un parámetro fundamental en la caracterización de la lluvia; los valores de acidez (negativo de alcalinidad) fueron del orden de 10-4 a 10-6 meq/l y en algunos casos, negativos, lo que indica la existencia de alcalinidad; la concentración de las especies químicas como SO42-, NO3- y Cl- es muy baja, excepto en algunos datos excepcionales y así no existe una variación temporal y espacial apreciable.

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El pH y el análisis químico completo

El pH se ha considerado como un parámetro de suma importancia en los estudios de caracterización de la lluvia ácida. Galster (1991) y Hansen y Hidy (1982) presentaron los conceptos fundamentales asociados con las técnicas de medición del pH. Es difícil obtener la determinación del pH con exactitud en las muestras de agua que contienen baja conductividad eléctrica (o sales disueltas) tales como agua destilada, deionizada o de lluvia. Se ha recomendado el tratamiento de las muestras con sales neutrales (como KCl) para incrementar la conductividad eléctrica. El cambio de fuerza iónica y la introducción de impurezas puede tener efectos mayores en la medición del pH de las aguas que son pobremente amortiguadas. El National Bureau of Standards (NBS) de Estados Unidos en Washington, organizó una investigación sobre la medición del pH en las muestras de lluvia simulada con la participación de 17 laboratorios [Koch et al., 1986]. Los resultados indicaron que el "contacto potencial del líquido residual" fue la causa principal en el error de las mediciones del pH. Los problemas asociados con la medición potenciométrica del pH en aguas de baja conductividad eléctrica se han identificado como el potencial desarrollado contra la corriente por agitación, el contacto potencial del líquido residual causado por la diferencia en fuerza iónica entre los estándares y las muestras, el efecto de la temperatura y el tiempo de respuesta variable, etcétera. Brennan y Peden (1987) indicaron que se puede obtener mejor reproducibilidad en la medición del pH agitando la muestra a cuatro revoluciones por segundo.

Para la caracterización química de la lluvia se realiza la determinación de los iones mayores como Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, NO3-, Cl- y SO42-. El balance iónico se puede utilizar para calcular el pH de la solución [Brennan y Peden, 1987]. Otra manera de verificar los valores del pH es por medio del método de la titulación de Gran.

Como se afirmó, los estudios de monitoreo de las lluvias ácidas en México son relativamente recientes y se requiere un gran esfuerzo para la estandarización de la metodología y la creación de una red que permita generar los datos fisicoquímicos de la lluvia en toda la república mexicana. Báez et al. (1993) presentaron un estudio para comparar las variaciones de las especies químicas en las lluvias durante 1986 y 1987 tales como H+, NH4+, Ca2+, Mg2+, SO42- y NO3- en dos sitios: la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), en el Distrito Federal, y Rancho Viejo, en el Estado de México. Las tendencias de comportamiento de las especies NH4+, Ca2+, Mg2+, SO42- y NO3- son las mismas para ambos sitios. La concentración de los constituyentes químicos decaen en la porción primera durante un evento de lluvia, mientras que esta concentración se incrementó, decreció o bien no varió durante la última parte del mismo. En el caso del H+ (o pH), no hay un apreciable cambio sistemático durante 1986 en ambos sitios. La concentración de H+ para el sitio UNAM se incrementa continuamente con los números de fracción precipitada.

Los autores relacionaron que las concentraciones bajas fueron consecuencia de la neutralización de algunos ácidos fuertes por la partículas alcalinas de la atmósfera. Los rangos de variación de H+ son de 20-62 meq/l para 1986 y 6-30 meq/l para 1987 en el caso de UNAM, y 15-47 meq/l para 1986 y 13-28 meq/l para 1987 en el caso de Rancho Viejo. Si convertimos estos rangos en forma del pH, los valores serán de 4.70-4.21 para 1986 y 5.22-4.52 en el caso UNAM, y 4.82-4.33 para 1986 y 4.89-4.55 para 1987 en el caso Rancho Viejo. Esta información indica que fue mejor la calidad de lluvia en ambos sitios en 1987.

Otro estudio importante sobre monitoreo de las lluvias en la ciudad de México se presentó en el informe anual del INE en 1994. En ese informe se reportaron los valores del pH en los rangos 7.9-3.5, 6.9-3.5, y 6.9-5.6 con las técnicas de muestreo de depósito total, húmedo y seco, respectivamente. Así se realizaron las distribuciones de los parámetros fisicoquímicos en la zona metropolitana de la ciudad de México. Se calcularon las matrices de correlación entre diferentes parámetros fisicoquímicos. El estudio de las tendencias históricas del pH de la lluvia durante el periodo 1987-1994 indicó que la calidad de las precipitaciones pluviales se ha mejorado en últimos años. Esto se debe a las medidas implementadas para reducir las emisiones de contaminantes provenientes de la industria, los servicios y el transporte en la ciudad, así como al mejoramiento de la calidad de los combustibles utilizados por las fuentes fijas y móviles.

Verma (1995) presentó la necesidad de crear una metodología sistemática para caracterizar y evaluar las fuentes contaminantes en las precipitaciones pluviales a través de un monitoreo químico e isotópico de las especies disueltas. Se ha reportado en la literatura la determinación del pH en las muestras de lluvia con una precisión superior a 0.02. Desafortunadamente se observa que es muy difícil la medición del pH en las muestras de la lluvia con exactitud por los métodos potenciométricos. Galster (1991) presentó los conceptos fundamentales sobre el tema y explicó la necesidad de profundizar las investigaciones sobre las técnicas de medición del pH.

La estimación del pH a través de un análisis químico completo (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, NO3-, Cl- y SO42-) no es muy confiable, debido a que existe un error analítico en la determinación de cada una de estas especies, lo que produce errores sumamente graves en el cálculo del pH por este método. Carratalá et al. (1992) presentaron un estudio muy completo sobre las precipitaciones pluviales en España; por otra parte, un cálculo de balance de carga para el análisis químico de la estación Atzaneta indica que el error de balance de carga fue de 23.7%. Así, efectuando la propagación del error utilizando el error analítico de cada especie se observa que el valor del pH calculado no es confiable.

Además, el pH de la lluvia no es un parámetro fundamental para la caracterización de la lluvia ácida. El pH puede disminuirse por disolución del CO2 (la concentración del CO2 ha sido alterada localmente por las emisiones industriales). Por tanto, la disminución del pH por aumento de la concentración de CO2 no se considera como la causa de formación de la lluvia ácida. Báez et al. (1988) llevaron a cabo un estudio sobre la distribución de la concentración del CO2 en la atmósfera de la ciudad de México. La variación en la concentración del CO2 en la atmósfera indica la presencia de variación del CO2 disuelto en la lluvia de la región. De este modo, la determinación de la alcalinidad con respecto al punto equivalente del CO2 en las lluvias es fundamental para su caracterización. La alcalinidad, así como las especies carbónicas en las aguas de lluvia que contienen muy bajo contenido de sales, se determinan por el método de la titulación de Gran.

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La alcalinidad

Las entidades conservativas son de vital importancia en el desarrollo de los conceptos fundamentales en la ciencia. Aunque la alcalinidad de una solución es una entidad conservativa, se ha usado muy poco en la modelación química de los sistemas acuosos. Por ejemplo, si se mezclan dos tipos de agua en proporción V1 y V2, la alcalinidad de la mezcla será la media aritmética ((V1 alc1+V2 alc2)/(V1+V2)) de las alcalinidades de las aguas individuales, lo que no siempre es válido para el pH o cualquier especie química. Así, la alcalinidad ­en conjunto con el pH o el CO2 disuelto total en las aguas naturales, la lluvia o aguas superficiales­ puede usarse para determinar las especies carbónicas; por esta razón hay enormes aplicaciones de la alcalinidad en la química analítica y en la modelación química.

Se aplicó este método de titulación de Gran para calcular la alcalinidad en las muestras de lluvia en Los Azufres en 1995 [Verma et al., 1996]. Como ejemplo se presentan los cálculos de alcalinidad en una muestra de lluvia. Se agregaron 4.85 ml de H2SO4 de normalidad 0.01089N en 50 ml de la muestra. Los datos de titulación para la muestra, el pH de la solución contra el volumen de titulante (NaOH 0.00781N), están graficados en la figura 5(a) y es muy difícil notar los puntos de inflexión; en otras palabras, no es posible evaluar la alcalinidad (o acidez) por titulación tradicional en esta muestra.

En la figura 5(b) aparecen las gráficas de las funciones normalizadas de Gran, F1 a F6 contra el volumen Vt de titulante. De esta forma, los ajustes lineales de los puntos en la región de validez de cada función están representados en la figura. Las intersecciones de las líneas sobre el eje Vt dan la cantidad de volúmenes requeridos (Vs, Vm y Vw) para traer la solución a los puntos equivalentes de H2CO3, HCO3- y CO32-, respectivamente. Utilizando el valor promedio del volumen Vs (6.18 ml), se calculó la alcalinidad de la muestra como 9.1 x 10-5 eq/l. Este valor es muy bajo e indica que la lluvia es básica. Así, la concentración total del CO2 disuelto en la muestra es de 9.4 x 10-5eq/l. El valor del pH calculado por este método es de 6.28, mientras el valor del pH medido fue de 7.05. Las concentraciones de las especies carbónicas son de 4.65/10-5, 4.44/10-5 y 5.0/10-9 eq/l para H2CO3, HCO3- y CO32-, respectivamente. Verma et al. (1997) realizaron el cálculo de la alcalinidad en 360 muestras de lluvia recolectadas en el campo geotérmico de Los Azufres y zonas aledañas en 1995. Los valores de acidez (negativo de alcalinidad) fueron del orden de 10-4 a 10-6 meq/l y en algunos casos fueron negativos, lo que indicó la existencia de alcalinidad.

Carratalá et al. (1992) también reportaron los valores de la alcalinidad en el estudio químico completo de las lluvias en una red de control de la química de precipitación global en España. Las concentraciones del H+ fluctúan dentro de un rango de 0.07 a 19.4 mmole/l (en forma del pH el rango es de 7.15 a 4.71), mientras que la alcalinidad es positiva para todas las muestras y los valores están dentro del rango de 4.27 a 24.0 ppm de bicarbonato. Si consideramos los valores del pH y alcalinidad correctos para la estación Atzaneta, la presión parcial del CO2 en la atmósfera de este lugar será de 10-2.53, mientras que la presión parcial global del CO2 es 10-3.5.

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Conclusiones

· La determinación del pH en las muestras de lluvia es necesaria, pero insuficiente para la caracterización de la acidez en las precipitaciones pluviales.

· Se requieren constantes esfuerzos para mejorar las técnicas potenciométricas de medición del pH en las aguas de baja conductividad eléctrica.

· El pH depende de la cantidad del CO2 disuelto en las muestras de lluvia. La disminución del pH por aumento en la concentración del CO2 no se relaciona con el fenómeno de la lluvia ácida.

· Es necesario determinar la acidez (o alcalinidad) respecto al punto equivalente de CO2 en las lluvias.

· La alcalinidad en cuanto al punto equivalente de CO2 es un parámetro conservativo en una reacción química de disolución-remoción de CO2 en el agua.

· Debido a que la lluvia contiene muy baja concentración de especie carbónica total (o CO2 total disuelto), no es posible analizar la alcalinidad por el método de titulación tradicional. Por esta razón, se implementó un procedimiento llamado la titulación de Gran para la determinación de la alcalinidad (o acidez) y de las especies carbónicas en las muestras de lluvia.

 

Agradecimientos

Este trabajo es parte de los proyectos de cooperación técnica MEX/8/020 y un contrato de investigación financiados por el OIEA, Viena, y de un proyecto financiado por la Comisión Federal de Electricidad. El autor agradece a los colegas ingenieros de la CFE su apoyo en el desarrollo de este trabajo. Asimismo, se agradece al doctor David Nieva G. y al M. en C. Alfonso Aragón A. por la lectura crítica del manuscrito.

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Referencias

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MAHENDRA PAL VERMA JAISWAL

Licenciado en física, química y matemáticas (1975) y maestro en física con especialidad en electrónica (1978) por la Universidad de Agra, Agra, India. Doctor en física con especialidad en espectrometría Raman e infrarroja por el Instituto Hindú de Tecnología (Indian Institute of Technology), Kanpur, India. En 1985 ingresó como investigador al IIE en la Unidad de Geotermia. Se ha especializado en geoquímica de sistemas geotérmicos y es autor de más de sesenta artículos técnicos. Desde 1988 pertenece al Sistema Nacional de Investigadores.

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