Contaminación del río Tejalpa en Zinacantepec

colaborativo

Prototipo para el tratamiento de aguas residuales

Escrito por Proyecto-5to-27 23-11-2018 en Física. Comentarios (0)


Universidad Autónoma del Estado de México.

Plantel Lic. “Adolfo López Mateos” de la Escuela Preparatoria.



FÍSICA II


PROYECTO INTEGRADOR I

“Prototipo de un filtro para aguas residuales”



Presentado por:


  • Alvarado Salazar Alejandra

  • Dario Hernandez Rocio Guadalupe

  • López Mayorga Ayerim Elizabeth

  • Romero Nuñez Carolina

  • Vivero Albarrán Andrea.



        5° semestre. Grupo: 27




25 de septiembre del 2018, Toluca, México


FILTRO PARA EL TRATADO DE AGUAS RESIDUALES DEL RÍO TEJALPA DE SAN LUIS MEXTEPEC.


Problemática que se resuelve con el prototipo

La problemática social y ambiental que se trata de solucionar y/o minimizar los daños que ha ocasionado la contaminación del agua, así como las consecuencias de la escasez de esta misma, enfocada principalmente a los ríos y específicamente al río Tejalpa de San Luis Mextepec.

La calidad y cantidad del agua potable disponible es una cuestión preocupante a nivel mundial, por las causas que puede desencadenar como los daños a la salud ya que es un factor de riesgo de infecciones. De acuerdo con la ONU, 3.1%, es decir, 2.2 millones de personas mueren a causa del consumo de agua insalubre. La falta de infraestructuras sanitarias en los países con agua contaminada es el principal problema.

La generación del agua residual municipal depende de varios factores como son: tamaño de población, porcentaje servido con sistema de alcantarillado, dotación de agua servida, clima y costumbres de las zona.

Los sistemas de drenaje urbano son los que encargan de transportar las aguas residuales de las ciudades, a cuerpos de aguas receptores o al suelo. Estas aguas son generalmente producto de las actividades del hombre, en residencias e instalaciones comerciales (agua residual doméstica) y producto de las actividades industriales (agua residual industrial) . El agua drenada por los sistemas colectores urbanos sufren también la aportación debida a infiltraciones y agua pluvial que resulta de la escorrentía superficial.

Para el aprovechamiento de efluentes municipales (agua residual de origen doméstico) es necesario un tratamiento de disminución de materia orgánica y una desinfección del efluente final, para de esta manera evitar la contaminación de cultivos a partir del agua de riego.


Zona de impacto

Este prototipo será realizado con el fin de contribuir a la disminución de la contaminación de río el cual es un problema ambiental-social en la comunidad de San Luis Mextepec municipio de Zinacantepec, ya que las personas de este lugar han sufrido las consecuencias de que este río sea utilizado para verter los desechos residuales y orgánicos, como por ejemplo han sido más vulnerables a contraer algún tipo de enfermedad diarreica o respiratorias, aunado a esto mal olor, infecciones, reproducción de roedores y plagas que dañan a la población.  Además de que el problema se vuelve cada vez más grande, ya que el río Tejalpa desemboca en el río Lerma, y como sabemos este último es el río más extenso del estado y uno de los más grandes del país, es por esto su importancia de su cuidado y preservación.



Antecedentes

Los seres humanos han almacenado y distribuido el agua durante siglos. Hace aproximadamente 7000 años en Jericó (Israel, figura 1) el agua almacenada en los pozos se utilizaba como fuente de recursos de agua se empezó a desarrollar los sistemas de transporte y distribución del agua. Este transporte se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o las rocas y más tarde se comenzaron Figure 1: Residencia para el baño en Mohenjo-Daro, Pakistán a utilizar tubos huecos. Por ejemplo en Egipto se utilizan árboles huecos de palmera mientras en China y Japón utilizan troncos de bambú y más tarde, se comenzó a utilizar cerámico, madera y metal.

Los griegos fueron de los primeros en tener interés en la calidad del agua. Ellos utilizaban embalses de aireación para la purificación del agua.

Los Romanos fueron los mayores arquitectos en construcciones de redes de distribución de agua. Ellos utilizaban recursos de agua subterránea, ríos y agua de escorrentía para su aprovisionamiento construyeron presas para el almacenamiento y retención artificial del agua. El sistema de tratamiento por aireación se utilizaba como método de purificación.

Los acueductos son los sistemas utilizados para el transporte del agua. Los sistemas de tuberías en las ciudades utilizan cemento, roca, bronce, plata, madera y plomo. Las fuentes de agua se protegían de contaminantes externos.

Figure 2: Acueducto Romano

Durante la edad media se manifestaron gran cantidad de problemas de higiene en el agua y los sistemas de distribución de plomo, porque los residuos y excrementos se vertían directamente a las aguas. La gente que bebía estas aguas enfermaba y moría. Para evitarlo se utilizaba agua existente fuera de las ciudades no afectada por la contaminación. Este agua se llevaba a la ciudad mediante los llamados portadores.

El primer sistema de suministro de agua potable a una ciudad completa fue construido en Paisley, Escocia, alrededor del año 1804 por John Gibb. En tres años se comenzó a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow.

En 1806 París empieza a funcionar la mayor planta de tratamiento de agua. El agua sedimenta durante 12 horas antes de su filtración. Los filtros consisten en arena, carbón y su capacidad es de seis horas.

En 1827 el inglés James Simplón construye un filtro de arena para la purificación del agua potable. Hoy en día todavía se considera el primer sistema efectivo utilizados con fines de salud pública.

Principios físicos que resuelve el prototipo

En esta primer parte del semestre hemos visto varios temas que se podrían relacionar con el prototipo que se busca realizar, por ejemplo las características de los fluidos que se aplica a los gases y a los líquidos tiene que ver en ambas formas con el río Tejalpa y con el filtro. Otros temas más que se pueden ver aplicados son los siguientes:

  • Teorema de Torricelli, en la velocidad de fluidos, principalmente la velocidad de salida del agua cuando ésta ya no esté contaminada, y pueda fluir a través de un orificio del recipiente donde se almacenará esta agua.

  • Caudal, que es la cantidad de líquido que pasa en un cierto tiempo, este concepto físico se aplica cuando vertimos las aguas residuales en una cierta capacidad de volumen y el tiempo que tarda en llenarse el tanque principal donde se almacenarán para su tratado.

  • Gasto, siendo la relación del volumen del líquido que pasa por una sección transversal y el tiempo que tarda en fluir, dentro del sistema de tratamiento de aguas, este concepto es aplicable cuando en los acueductos se transporta el fluido (el agua) a una velocidad determinada para continuar con su transporte hacia la siguiente etapa del tratamiento.


  • Flujo, definido como la cantidad de masa del líquido que fluye a través de una tubería en una unidad de tiempo, de igual modo, cuando el agua requiere ser transportada por tuberías al cambiar de proceso de tratamiento, esta tiene una cierta masa que en conjunto con el tiempo, será posible saber cual es el flujo.



Materiales:

  • Tubos de PVC de un diámetro considerable para montar la tubería

  • Rejillas finas

  • Cámaras de filtrado.

  • Recipientes donde se verterá el agua en cada etapa del proceso.

  • Algunos aditivos químicos, como el cloro gas.

  • Estructura de soporte de los estanques.


Pasos:

  1. Las aguas residuales serán primeramente vertidas en un estanque de poca altura a través de una tubería en un cierto tiempo.

  2. Posteriormente, el agua se introducirá en un recipiente especial junto con la rejilla, de tal forma que éstas separen los residuos (basura) que está presente en el agua.

  3. Al concluir con la primera etapa del tratamiento, se prosigue con la degradación biológica  aeróbicos de sustancias.

  4. Enseguida se sedimentan los contaminantes restantes presentes en el agua.

  5. Se aplican aditivos químicos que producen la clarificación del agua.



Resultados

Se pretende que el prototipo a lo largo de su realización sea funcionable, de tal modo que sea una solución real a la problemática social-ambiental ya planteada, se implementará una lista en la cual se evaluarán aspectos del prototipo, de ser completada se darán los resultados obtenidos a través de gráficas, y si por el contrario no está completa, esto significa que aún hacen falta implementar mejoras en el prototipo, para que esté completado.



Conclusiones

Al finalizar la realización de este prototipo y del análisis de los resultados obtenidos, la experiencia de aprendizaje será buena, puesto que con el desarrollo de este sistema de tratamiento de aguas residuales, no sólo brindamos  una posible y real solución al problema social-ambiental que afecta a una población, sino que también se verá aplicado y enriqueciendo el conocimiento que se ha ido adquiriendo en el curso de Física 2, de tal modo que podamos vincular el conocimiento teórico de la Física y lo práctico de lo problemas sociales, en los cuáles se ve involucrado el ser humano.



Referencias


  • Cuéllar, J.(2014). Física 2. México: Editorial Mc Graw Hill.


  • Juliana Leal. (2018). Filtro de aguas residuales casero. 24-09-2018, de educ academia. Obtenido de: https://bit.ly/2OOYxuI Consultado el (23/09/2018)

  • Residuales, T. d. (2018). Tratamiento de Aguas Residuales. Obtenido de:  https://bit.ly/2If4QoU Consultado el Consultado el (23/09/2018)


  • Pérez, H. (2015). Física General. México: Grupo Editorial Patria.


Contaminación del agua en el río Tejalpa

Escrito por Proyecto-5to-27 23-11-2018 en Cálculo. Comentarios (0)

El agua, es uno de los recursos indispensables para la vida, ya que éste es un líquido vital que está presente de distintas maneras en el medio natural y económico de cualquier región del mundo.“Normalmente los recursos hídricos se obtienen de aguas superficiales o de aguas subterráneas. El uso de unas u otras depende de muchos factores, inicialmente de la disponibilidad de cada recurso”. (Fernández Cirelli, 2012)


Uno de los mayores problemas mundiales en la actualidad es la falta de acceso de agua dulce y potable por saneamiento. Si, además, le sumamos el problema de la contaminación de el agua, se empeora el panorama. La contaminación se produce por los residuos vertidos, los fertilizantes, pesticidas o químicos que desembocan en las aguas dulces y que acaban por contaminar también el agua salada.

A su vez, según el informe de 2016 de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo, casi el 80% de los puestos de trabajo que constituyen la fuerza laboral mundial dependen del acceso a un suministro adecuado de agua y servicios relacionados con el agua, incluyendo el saneamiento.

El río Tejalpa que forma parte de varias comunidades de Zinacantepec Estado de México también forma parte de uno de los ríos más grandes pero al mismo tiempo también es uno de los ríos más contaminados y tóxicos de la República Mexicana, el río Lerma, pues desemboca en este y se mezcla con las aguas de otros ríos que igual llevan desechos de todo tipo, pues aunque no es permitido y no está claramente dicho; en estos ríos también se han encontrado desechos de las industrias, lo cual es un atentado a todas las normas existentes respecto al agua y la salud de la población que está en contacto con estos ríos.

En este sentido y de acuerdo a los múltiples factores que forman parte de esta problemática ambiental se pretende establecer un diagnóstico sobre el impacto ambiental y social que tiene en la comunidad de San Luis Mextepec como antecedente para establecer posibles soluciones dirigidas a las instituciones de gobierno y la sociedad en general como llamado para que frenemos el desarrollo de esta situación y evitemos más consecuencias negativas que puedan repercutir a nivel  global a las presentes y futuras generaciones.

Algunas de nuestras posibles soluciones son:

  • Plantar árboles en las orillas de los lagos y ríos.

  • Reducción de basura y agentes peligrosos (aceites y baterias).

  • Reducir el uso de plásticos.

  • Tratamiento y saneamiento de las aguas residuales.

  • Realización de leyes más restrictivas.


MODELO MATEMÁTICO

Para disminuir la contaminación en el agua, sus costos y su eficiencia son:

  1. Establecimiento de un tanque sedimentador con una inversión inicial de $1.5 millones y costo de operación de 300 $/tonelada que logra remover 95% de los sólidos suspendidos, 85% de las grasas y aceites y 15% de las sustancias activas y tóxicas.

  2. Un tanque de lodos biológicos que tiene un costo inicial de $7 millones y un costo de operación de 550 $/tonelada y con una eficiencia de remover 60% de los sólidos suspendidos, 90% de las grasas y aceites y 70% de las sustancias activas y tóxicas.

  3. Un filtro de carbón activado con una inversión inicial de $5 millones y un costo de operación de 890 $/tonelada, que remueve 3% de los sólidos en suspensión, 30% de las grasas y aceites y 90% de las sustancias tóxicas y activas.

Las características descritas anteriormente se expresan en una forma matricial que permite leer los datos con mayor facilidad (cuadros 1 y 2).

Un programa no lineal es un modelo que consta de una función objetivo por minimizar (o maximizar) y las condiciones que es necesario satisfacer, al menos algunas de ellas expresadas mediante funciones no lineales; en este caso, el objetivo es minimizar el costo, y las restricciones son las concentraciones de los contaminantes cuyos límites establece el gobierno:

Minimizar el costo Sujeto a:

  • Restricción gubernamental correspondiente a sólidos en suspensión.

  • Restricción gubernamental correspondiente a grasa y aceite.

  • Restricción gubernamental correspondiente a tóxicos.

Una región factiblees el conjunto de puntos que satisfacen las restricciones del modelo. Cualquier punto (a, b, c) en la región factible que satisfaga que f(a, b, c) < f(x, y, z) para cualquier otro punto (x, y, z), en la misma región, es una solución óptima del problema correspondiente.

Si la función objetivo y las restricciones de un programa no lineal son funciones convexas, cualquier punto que satisface las condiciones de Kuhn–Tucker es una solución óptima.

Una función es convexa en un conjunto si para cualquier par de puntos x1, x2 en el conjunto se satisface que el valor de la función en cualquier punto intermedio cx1 + (1 — c)x2, (con c tal que está entre cero y uno, 0 <c<1), es menor que el valor intermedio correspondiente a los valores de la función:

Las condiciones de Kuhn–Tucker establecen que si un punto x* es solución óptima de un problema de minimización con restricciones de la forma:

Entonces existen tantos números reales λl , λ2,...λmcomo restricciones y tantos μ1, μ2,..., μn como variables, llamados multiplicadores, que satisfacen:





CONCLUSIÓN

La vida está conformada por varios elementos pero uno de los dos más importantes es el agua, con el paso de los años el desarrollo humano ha sido modificado y actualizado para que sea más fácil en todo sentido, pero algo que no se puede cambiar es que el agua es indispensable para la supervivencia de todos los organismos que habitan el planeta tierra.

Este problema ambiental es uno de los más comunes, pero también alarmantes e ignorados por la población general, el ser humano ha influido en la contaminación de estas aguas por medio de el desecho de residuos sólidos, del desprendimiento de sustancias químicas y tóxicas por parte de empresas, pero principalmente por la mala circulación el sistema de drenaje de los hogares cercanos al río.


Fuentes consultadas

  • CLAUDIA MARGARITA RENDÓN VELÁZQUEZ. (JULIO, 2013). MODELOS MATEMÁTICOS DE CALIDAD DEL AGUA EN LAGOS Y EMBALSES. REDALYC, I, 96. 04/11/2018, De REDALY Base de datos.

  • Andrade, G. (Mayo, 2011). Río Protegido. Gestión y Ambiente, vol. 13, 65-70 pag.

  • Bienestar 180. (2018). Top 10 paises con agua más contaminada. (13/09/2018), de Imagen Digital Sitio web: https://www.salud180.com/bienestar180/top-10-paises-con-agua-mas-contaminada

  • Esther G. (22 de enero del 2018). Contaminación de los ríos: Porque lo produce y cómo evitarla. El blog verde, p. 5.

Arrols, E. (29 de mayo del 2018).  Soluciones a la contaminación del agua. Ecología verde.  Sitio web: https://www.ecologiaverde.com/soluciones-a-la-contaminacion-del-agua-1313.html#anchor_2

Reglamento para la protección y preservación de los ríos (Vídeo)

Escrito por Proyecto-5to-27 23-11-2018 en Nociones de Derecho. Comentarios (0)

https://youtu.be/i9rJHNf1yCg

https://share.icloud.com/photos/0vD0vez6N7cDr1gTE2PWaMIDAhttps://youtu.be/i9rJHNf1yCg


Arte de la vida cotidiana con daño ambiental y/o producido por el hombre.

Escrito por Proyecto-5to-27 23-11-2018 en Apreciación del arte. Comentarios (0)

“Cielosubalterno”

Autor: Vivero Albarran Andrea

Técnica: Fotografía a color.

Toma realizada en: calle Plutarco González , a un costado de portales

Descripción: se encuentra deteriorada por el medio ambiente puesto que, presenta signos de humedad y desgaste así como vandalismo urbano


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“Religión dañada"

Técnica: Fotografía a color

Autor: Alvarado Salazar Alejandra

Toma realizada en: centro de la Ciudad de Toluca

Descripción: se puede observar claramente un deterioro, causado por  los grafitis y el vandalismo que existe, pues productos como las pinturas en aerosol contienen sustancias químicas que ocasionan que la piedra se vaya desgastando poco a poco.


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“Poder y sumisión”

Autor: Darío Hernández Rocio Guadalupe.

Técnica: Fotografía a color.

Toma realizada en: frente del Templo de la Santa Veracruz en el centro de Toluca de Lerdo.

Descripcion: Expresión artística controversial que ha sufrido de daños causados por el medio ambiente, principalmente las lluvias, se puede ver como deja manchas blancas a lo largo de la fuente pues son los concentrados de la acidez de la lluvia y la sal que esta tiene. Originalmente tenía un color gris y actualmente muestra manchas blancas y algunas grises oscuras.

“Tocando el sol con mi poder”

Autor: Darío Hernández Rocio Guadalupe.

Técnica: Fotografía a color.


Toma realizada en: un costado de Rectoría 

Descripción: Este monumento ha sufrido un daño ambiental a causa del descuido,  el paso de los años y los problemas ambientales.Muestra manchas negras sobre el fundido en bronce, es un material verdoso pero la contaminación ha hecho que este color se torne más oscuro y con manchas.




Informe Final considerando conclusiones y soluciones

Escrito por Proyecto-5to-27 15-11-2018 en Cultura Ambiental. Comentarios (0)

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA

DEL ESTADO DE MÉXICO

PLANTEL LIC. “ADOLFO LÓPEZ MATEOS”

DE LA ESCUELA PREPARATORIA


Alvarado Salazar Alejandra

Darío Hernández Rocio Guadalupe

López Mayorga Ayerim Elizabeth

Romero Núñez Carolina

Vivero Albarrán Andrea

Cultura ambiental y desarrollo sustentable.

4° Avance de Proyecto integrador

5° SEMESTRE GRUPO 27

2018B

CONCLUSIÓN

A partir de la investigación realizada, se tiene un acercamiento más específico a la problemática ambiental de la contaminación del agua en el río Tejalpa por residuos inorgánicos (basura), la cual repercute en los habitantes de la localidad de San Luis Mextepec. Por  los resultados hallados y las teorías recopiladas se puede concluir lo siguiente: la mayor parte de los habitantes de la comunidad ya antes mencionada reconoce la contaminación del agua como un problema ambiental que afecta al río Tejalpa, lo cual ha traído severas consecuencias de impacto social, ambiental y ecológico.

No obstante, aun cuando la contaminación del río ha ido ocurriendo desde años atrás, la población ha notado cambios físicos en las aguas del río que hacen aún más visible dicha problemática,  puesto que antes la población utilizaba dichas aguas para uso humano, ahora ya ni estar en contacto con dichas aguas es posible, ya que el olor que desprende el río ha ocasionado que los habitantes se expongan a un ambiente, en el cual se liberan diversos gases que en ocasiones resultan se tóxicos en la población, así mismo ha ocasionado la muerte de especies que antes eran propias de este hábitat y la erosión del suelo como otro de los efectos ambientales.

A pesar de que la calidad del río es mala, se pueden implementar distintas actividades que podrían disminuir que se continúe contaminando estas aguas; pues los resultados que arrojaron las encuestas e información recopilada  muestran que la mayoría de los usuarios consideran que es necesario crear comisiones que se encarguen de la protección del río, asimismo instalar plantas de saneamiento y tratado de aguas para reutilizar esta agua.

Los usuarios afirman que, las actividades del hombre han propiciado que se genere gran cantidad de residuos orgánicos e inorgánicos, los cuales han sido y son de los principales agentes contaminantes que han influido directamente en la calidad del agua a través de los años, pues entre más cantidad de residuos se genere, mayor serán los efectos que estos provoquen para con la población aledaña al río y con el ambiente.

Así es como la hipótesis queda demostrada, pues a mayor exposición y contacto de residuos inorgánicos con las aguas del río Tejalpa, menor será la calidad del agua para los habitantes de la localidad de San Luis Mextepec.


Alternativas de solución para la contaminación del río Tejalpa en la comunidad de San Luis Mextepec

Acción 1: Exigir al ayuntamiento municipal una campaña en contra de la contaminación de este río, informando a la gente de los reglamentos y las leyes que protegen el agua como recurso natural, creando una pauta en la ciudadanía como llamado a la conciencia y su deber de cuidado y preservación del medio ambiente y los recursos naturales.

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Acción 2: Hacer una petición al municipio para que las salidas de drenaje sean trasladadas a otro lugar, pues no solo genera un mal aspecto en la comunidad, sino que representa un peligro para toda persona que esté en contacto e interacción con ese río.

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Acción 3: regular el uso de agua, en el área industrial y agrícola, de tal forma que las empresas y empleadores, tomen responsabilidad de las consecuencias que pudieran ocasionar, y en caso de infringir en lo acordado, serán sancionados con multas económicas y de trabajo social para la recuperación del área

Acción 4: Crear una comisión encargada de cuidar, investigar, y vigilar todos los asuntos referentes a la protección del agua del río, teniendo autoridad para implementar leyes y sanciones según corresponda a las leyes generales

Acción 5: Implementar un programa de recolección de residuos tanto sólidos como líquidos para su correcto tratamiento y con ello reducir la contaminación del río a causa de estos, este programa será organizado y vigilado por el gobierno, distribuyendo los recursos necesarios para el funcionamiento de este.

Acción 6:La mejor forma de reducir las aguas residuales es hacer un uso eficiente del agua, reducir lo más posible el uso de productos químicos que puedan contaminarla y, lo más importante de todo, que las Administraciones públicas implementen las infraestructuras necesarias para que estas aguas sean devueltas al medio ambiente habiendo sido depuradas previamente.

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Actividad 7: Instalar plantas de tratamiento de aguas residuales, las cuales se encargan de separar cada uno de los contaminantes que son vertidos en las aguas del río, logrando que el agua que ya se haya tratado pueda tener otra utilidad para el riego de pastos y plantas. El principal problema con estas plantas de tratamiento es que no hay un seguimiento continuo, ya que puede que una planta libere esa agua tratada y posteriormente esté en contacto con aguas no tratadas, provocando que el problema empeore más.

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Acción 8:Es mucha la basura que se produce diariamente en los trabajos, hogares, escuelas, etc., por ello, es importante optar por productos con pocos envoltorios, así como llevar a cabo una correcta clasificación y reciclaje de los residuos. Este es uno de los elementos que más puede ayudar a reducir la contaminación.

Acción 9: Poner en práctica la idea del proyecto Sachets Ad de Sao Paulo, Brasil, en este proyecto se aprovecha la publicidad y se busca ahorrar agua. Consiste en una planilla o folleto publicitario que funciona como toalla húmeda con el propósito de ahorrar 150 litros de agua con un solo folleto.

De cada planilla se pueden desprender 30 toallas húmedas. Ya que calculando que cada persona requiere 5 litros de agua para lavar sus manos es como se ahorran los 150 litros por planilla. Además, de que haciendo sus modificaciones para el uso de este proyecto, en el folleto se incluirá reglas y cuidados para el cuidado del Río de Tejalpa.

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Acción 10: Educación ambiental: Es un proceso de formación  que permite la toma de conciencia de la importancia del medio ambiente, promueve en la ciudadanía el desarrollo de valores y nuevas actitudes que contribuyan al uso racional de los recursos naturales y a la solución de los problemas ambientales que enfrentamos en nuestra ciudad. Este concepto y sus desplazamientos son de suma importancia ya que así las personas se generan una idea de este concepto y lo pueden implementarlo en su vida diaria. Es por ello que dar conferencias en la población de San Luis Mextepec es una buena alternativa de mejora.

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