PROYECTOMDE CONCURSO

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UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURÍMAC
Facultad de ingeniería
Escuela Académico Profesional de ingeniería de minas
Proyecto de Tesis/Trabajo de Investigación
“IMPACTO DEL USO DE CAL PARA EL CONTROL DEL PH EN LAS AGUAS
RESIDUALES PARA DISMINUIR LOS CONFLICTOS AMBIENTALES EN EL
DISTRITO DE SABAYNO, PROVINCIA ANTAMBAMBA 2021”
Presentado por:
Nahum Rios Casa
Gabi Joana Motta Amaro
Abancay, Perú 2021
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3
DATOS GENERALES ................................................................................................................. 4
a)
Título del proyecto: ...................................................................................................... 4
b)
Ejecutor / ejecutores: ................................................................................................... 4
c) Coasesor (si hubiese): ...................................................................................................... 4
Línea de investigación: ................................................................................................ 4
d)
CAPÍTULO I ............................................................................................................................ 5
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................... 5
1.1
Descripción del problema ............................................................................................ 5
1.2
Enunciado del Problema .............................................................................................. 5
1.2.1
Problema general ...................................................................................................... 5
1.2.2
Problemas específicos .............................................................................................. 5
1.3
Justificación de la investigación .................................................................................. 6
1.4
Ubicación y contextualización ..................................................................................... 6
CAPÍTULO II ........................................................................................................................... 7
OBJETIVOS E HIPÓTESIS ................................................................................................... 7
2.1
Objetivos de la investigación ....................................................................................... 7
2.1.1
Objetivo general ....................................................................................................... 7
2.1.2
Objetivos específicos................................................................................................ 7
2.2
Hipótesis de la investigación ....................................................................................... 7
2.2.1
Hipótesis general ...................................................................................................... 7
2.2.2
Hipótesis específicas ................................................................................................ 7
2.3
Operacionalización de variables .................................................................................. 7
2.3.1 Variable independiente .............................................................................................. 7
2.3.2 Variable dependiente ................................................................................................. 7
CAPÍTULO III ......................................................................................................................... 9
MARCO TEÓRICO REFERENCIAL ................................................................................... 9
3.1
Antecedentes ................................................................................................................ 9
3.1.1 Antecedentes internacionales .................................................................................... 9
3.1.2 Antecedentes Nacionales ........................................................................................... 9
3.1.3 Antecedentes Locales .............................................................................................. 10
3.2. Marco teórico ................................................................................................................ 10
3.3. Marco conceptual .......................................................................................................... 10
CAPÍTULO IV........................................................................................................................ 12
METODOLOGÍA................................................................................................................... 12
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4.1
Tipo y nivel de investigación ..................................................................................... 12
4.2
Diseño de la investigación ......................................................................................... 12
4.3
Descripción ética de la investigación (si le corresponde) .......................................... 12
4.4
Población y muestra ................................................................................................... 12
4.5
Procedimiento ............................................................................................................ 12
4.6
Técnica e instrumentos .............................................................................................. 12
4.7
Estadístico de investigación ....................................................................................... 13
CAPÍTULO V ......................................................................................................................... 14
ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................. 14
5.1
Cronograma de actividades ........................................................................................ 14
5.2
Presupuesto ................................................................................................................ 14
5.3
Fuente de financiamiento ........................................................................................... 14
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 15
ANEXOS ................................................................................................................................... 1
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INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de investigación describe el impacto del uso de la cal en el
tratamiento de aguas residuales y la neutralización de su PH, para disminuir la
contaminación ambiental, a lo largo de los años se ha generado conflictos sociales en
los diversos sectores de la minería en todo el mundo.
El Perú es un país rico en minerales, por ello se ha incrementado la inversión minera,
de igual manera se proliferaron nuevos problemas ambientales, para lo cual se busca
diferentes soluciones, llevar una línea favorable dentro de nuestro medio ambiente.
En la región de Apurímac el creciente del sector minero ha provocado la presencia de
aguas residuales vertidas de la minería artesanal en cada labor minera con drenaje de
agua; este hecho ha provocado una serie de problemas ambientales ocasionando
conflictos en la población que alberga alrededor del rio de Antabamba.
En esta investigación, se busca controlar el nivel de acidez del agua vertidas de la
minería artesanal del distrito de Sabayno, utilizando la cal como un producto
neutralizador del PH, de esta forma se busca mitigar los conflictos ambientales.
La cal ha sido utilizada en varias plantas procesadoras como producto de regulador del
PH, por tener propiedades alcalinas (Coyoy Nimatuj, 2013). En su tesis titulado “Diseño
y manual de operación y mantenimiento de una planta de tratamiento de aguas residuales
ácidas de una planta de galvanizado”. Menciona que el tratamiento primario;
neutralización del ácido con cal hidratada y agitación, coagulación y/o floculación de
partículas o coloides, oxidación de hierro por inyección de aire y agitación,
sedimentación de partículas previo al filtra.
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DATOS GENERALES
a) Título del proyecto:
“Impacto del uso de cal para el control del PH en las aguas residuales para disminuir los
conflictos ambientales en el distrito de Sabayno, provincia de Antabamba 2021”
b) Ejecutor / ejecutores:
 Nahum Rios Casa
 Gabi Joana
c) Coasesor (si hubiese):
 Dr Ing Walquer Huacani Calsin
d) Línea de investigación:
 Geología geotecnia y medio ambiente
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CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1
Descripción del problema
En la región de Apurímac durante los últimos años se ha desarrollado de manera
acelerada la minería artesanal y pequeña minería, existe un aproximado de 30 mil
mineros entre ilegales e informales, que contribuyen directa e indirectamente al
desarrollo de la región. Durante el proceso de extracción del mineral se ha llegado a
tener contacto con las aguas subterráneas que se vieron afectados por componentes
ácidos en la afluyente del río Antabamba.
Las aguas residuales a nivel de la región de Apurímac no han tenido un tratamiento
adecuado por los altos costos que en muchas oportunidades ha generado el cierre
temporal o total de los mineros artesanales y pequeña minería por una mala gestión en
el tratamiento de aguas residuales, estas aguas han sido vertidos directamente a la cuenca
del rio Antabamba, generando conflictos ambientales en la población aledaña.
Las aguas residuales vertidas hacia la cuenca del rio de Antabamba genera conflictos
sociales entre el sector minero y el sector no minero, produciendo pérdidas económicas,
rivalidades.
1.2
Enunciado del Problema
1.2.1
Problema general
 ¿Como influirá el uso de la cal en el control del PH de las aguas residuales
vertidas de la actividad minera, para disminuir los conflictos ambientales en
el distrito de Sabayno, provincia de Antabamba 2021?
1.2.2
Problemas específicos
 ¿Cómo influirá el uso de la cal para el control del PH de las aguas residuales
vertidas de la minería artesanal en el distrito de Sabayno, provincia de
Antabamba 2021?
 ¿El control de PH de las aguas residuales disminuirá los conflictos
ambientales en el distrito de Sabayno, provincia Antabamba 2021?
 ¿Qué beneficios se obtendrá por el uso de la cal en las aguas residuales
afluyentes del rio Antabamba 2021?
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Justificación de la investigación
Las aguas residuales en la región de Apurímac no han tenido controles que
regulen el PH por parte de los mineros artesanales el cual ha generado conflictos en las
comunidades de las cuencas de afluencia del rio Antabamba.
Este trabajo de investigación tiene la finalidad de llevar el control de PH de las aguas
residuales producto de la actividad minera en la provincia de Antabamba, región
Apurímac. Durante la última década se incrementó la actividad minera de manera
exponencial, dando lugar a muchos conflictos ambientales reales y no reales a causa de
las aguas vertidas en la cuenca del río Antabamba.
Considerando una de las propiedades de la cal que es la alcalinidad, reduce la acidez del
agua; teniendo esta propiedad se planea utilizar en las aguas residuales vertientes en
cada boca mina y medir el nivel de acidez y alcalinidad.
Las grandes empresas lideres en minería que cumplen los estándares de medio ambiente
utilizan la cal para purificar las aguas residuales provenientes de sus respectivas plantas
procesadoras, dentro de su plan de control de la calidad de agua utilizan la cal, ejemplo:
Minera Yanacocha. teniendo estos antecedentes es posible aplicar estas prácticas en la
pequeña minería y minería artesanal en la provincia de Antabamba. Esta práctica es
aplicable por el uso rápido y fácil de la cal, además teniendo un bajo costo de adquisición
de este producto y teniendo una fuerte oferta en el mercado local.
1.4
Ubicación y contextualización
Región: Apurímac
Provincia: Antabamba
Distrito: Sabayno
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CAPÍTULO II
OBJETIVOS E HIPÓTESIS
2.1
Objetivos de la investigación
2.1.1 Objetivo general
 Evaluar la influencia del uso de la cal en el control del PH para disminuir los
conflictos ambientales en el distrito de Sabayno, provincia de Antabamba.
2.1.2 Objetivos específicos
 Determinar la influencia del uso de la cal para el control de las aguas residuales
vertidas de la minería artesanal en el distrito de Sabayno, provincia de
Antabamba 2021.
 Afirmar que el control de PH de las aguas residuales disminuirá los conflictos
ambientales en el distrito de Sabayno, la provincia Antabamba 2021.
 Mostrar los beneficios tendrá la cal para lograr el estado neutro del agua en la
cuenca del rio Antabamba 2021.
2.2 Hipótesis de la investigación
2.2.1 Hipótesis general

El uso de la cal en las aguas residuales controla el nivel de PH, en los afluyentes
del rio Antabamba reduciendo los conflictos ambientales en el distrito de
Sabayno, provincia de Antabamba del 2021.
2.2.2 Hipótesis específicas
 El uso de la cal en las aguas residuales vertidas de la actividad minera controla
el nivel de PH en el distrito de Sabayno, provincia de Antabamba 2021.
 El control de PH de las aguas residuales reduce los conflictos ambientales en
la actividad de minera en el distrito de Sabayno, provincia de Antabamba 2021.
 Los beneficios que se obtendrán son: agua apta para el consumo humano, flora
y fauna, convivencia armónica entre sector minero y no minero del rio
Antabamba 2021.
2.3 Operacionalización de variables
2.3.1 Variable independiente

cal

Aguas residuales
2.3.2 Variable dependiente

Control de PH
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
Conflictos sociales
Tabla 1: Operalización
VARIABLE
INDEPENDIENTE
Cal
Aguas residuales
VARIABLE
DEPENDIENTE
Control de PH
Conflictos ambientales
de variables
DIMENSION
kilogramo
caudal
volumen
velocidad
pendiente
acido
alcalino
neutro
horas
UNIDAD
Kg
m3/s
m3
m/s
%
7,5-14
0-6,5
7
H
DIMENSION
peachimetro
personas
nuevos soles
UNIDAD
PH
n°
S∕
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CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO REFERENCIAL
3.1 Antecedentes
3.1.1 Antecedentes internacionales
(Coyoy Nimatuj, 2013). En su tesis titulado “Diseño y manual de operación y
mantenimiento de una planta de tratamiento de aguas residuales ácidas de una planta de
galvanizado”. Menciona que el tratamiento primario; neutralización del ácido con cal
hidratada y agitación, coagulación y/o floculación de partículas o coloides, oxidación
de hierro por inyección de aire y agitación, sedimentación de partículas previo al
filtrado.
(Ramìrez Valdieso, 2004) Presentó su trabajo de graduación titulado: “Caracterización,
propuesta de tratamiento y disposición de las aguas residuales de una industria
galvanizadora de tubería por inmersión en caliente”. Explica básicamente el
tratamiento: floculación, precipitación química, oxidación química, cloración,
neutralización o corrección del pH, manifestó que la neutralización del ácido se hace
con cal y la utilización de un floculante, el ácido presente en el efluente es el ácido
sulfúrico H2SO4.
3.1.2 Antecedentes Nacionales
(Puente Rodrìguez , 2019) Informa del “Tratamiento, Uso y Descarga del Agua
Subterránea en Minera Yanacocha Departamento de Planeamiento, Minera Yanacocha
Perú”. Presenta como resumen, que la Minera Yanacocha S.R.L. es propietaria de un
conjunto de yacimientos de oro explotados a tajo abierto, algunos de los cuales se
encuentran bajo el nivel freático, por lo tanto, la 21 extracción del agua subterránea se
hace inminente, creando de esta manera condiciones secas antes de la explotación
minera que permita un trabajo seguro en el interior del tajo. El presente trabajo detalla
la secuencia seguida desde la extracción del agua, el tratamiento que recibe durante el
proceso y las descargas al medio ambiente obedeciendo los estándares del reglamento
ambiental.
(Tejada Mayta , 2017). En su tesis titulado “Tratamiento y sedimentación de la turbidez
con cal en las aguas residuales de los relaves mineros de la unidad operativa minera
Santiago - B”, cuyo objetivo general es evaluar la sedimentación de sólidos totales en
suspensión (SST) y reducir la turbidez de las aguas residuales de relaves mineros,
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utilizando cal como coagulante - floculante en la Unidad Operativa Minera Santiago –
B.
3.1.3 Antecedentes Locales
No se han registrado trabajos respecto al control de PH dentro de la provincia de
Antabamba. Por ende, no existe bibliografía.
3.2. Marco teórico
Las aguas residuales se producen al entrar en contacto, el agua subterránea con
minerales de alta acidez, también por el uso de explosivos. Este fluido es drenado hacia
la superficie, en la gran mayoría no se realiza el tratamiento adecuado por los altos
costos y falta de conocimiento de las propiedades alcalinas de la cal.
Este líquido está catalogado como una fuente de agua contaminada, no es apto para el
consumo humano, animales y plantas; generando un sinfín de conflictos entre
comuneros de la zona.
3.3. Marco conceptual
a) Concepto.
PH: Es una medida de la concentración de protones en una solución (Weber, 1989). El
PH es un factor crítico en el proceso de coagulación, siempre hay un intervalo de pH
en el que un coagulante específico trabaja mejor, que coincide con el mínimo de
solubilidad de los 25 iones metálicos del coagulante. Si el pH del agua no fuera el
adecuado, se puede modificar mediante el uso de coadyuvantes o ayudantes de la
coagulación, entre los que se encuentran: cal viva, cal apagada, carbonato sódico, sosa
cáustica, ácidos minerales (Requena, 2008, p. 29).
Agua residual: Son aquellas aguas cuyas características originales han sido
modificadas por actividades humanas y que por su calidad requieren un tratamiento
previo, antes de ser reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o descargadas al
sistema de alcantarillado. (OEFA, 2012)
Cal: La cal viva, cal hidratada o dolomía son los productos alcalinos más efectivos
para las aplicaciones medioambientales.
Las principales funciones de la cal viva, cal hidratada y dolomía calcinada en este
sector se resumen a continuación:

Floculante y coagulante, eliminando la materia en suspensión.

Desinfectante, higienizando las aguas y los lodos.

Corrector de la dureza del agua.

Regulador de PH y neutralizante.
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
Precipitante de contaminantes disueltos.

Remineralizante.

Espesante de lodos.

Descontaminación de efluentes ácidos. (Calcinor)
Contaminación ambiental: es la variación del estado natural del medio ambiente de
manera negativa afectando a la población que habita en un determinado lugar. Existen
varios tipos de contaminación ambiental, los más resaltantes son:
Contaminación ambiental física, química y biológico.
Conflictos ambientales: Los conflictos ambientales surgen cuando existe un impacto
negativo humano, consciente o inconsciente, en los recursos naturales o cuando algún
aspecto ambiental o de biodiversidad afecta el bienestar humano (Young, y otros, 2016)
Minería artesanal: es la actividad minera más convencional que está catalogado en la
última escala de la clasificación según la producción diaria equivalente a un valor menor
a 25 toneladas.
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CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA
4.1 Tipo y nivel de investigación
El tipo de investigación a utilizar es aplicativo y nivel correlacional.
4.2 Diseño de la investigación
Experimental.
4.3 Descripción ética de la investigación (si le corresponde)
Este proyecto de investigación está basado en la problemática real de la región de Apurímac,
provincia de Antabamba distrito de Sabayno. Con principios solidos de los investigadores,
que han recopilado información veraz respecto a las propiedades de la cal.
4.4 Población y muestra
Dentro de la población y muestra se ha establecido los límites de estudio del proyecto
teniendo lo siguiente.
Población: mineras artesanales de la provincia de Antabamba.
Muestra: aguas residuales del distrito de Sabayno.
4.5 Procedimiento
El procedimiento utilizado en este proyecto de investigación es los siguiente:
Búsqueda de información sobre las propiedades de la cal.
Recopilación de información de trabajos donde se emplean la cal.
Medición de caudal de las aguas residuales.
Elaboración de un pozo cercano a la boca mina.
Medición inicial del PH.
Agregar la cal al agua residual.
Realizar cuadros estadísticos comparativos.
Sensibilización del sector minero y la población, para evitar problemas ambientales
posteriores.
Mostrar los resultados a la población de la provincia de Antabamba.
4.6 Técnica e instrumentos
Las técnicas e instrumentos utilizadas para este proyecto de investigación serán:
Comparación, interpretación y análisis de datos.
Entrevistas y encuestas a la población cercanas a la actividad minera.
Equipos de medición del caudal de agua, para determinar la cantidad de agua drenado de
las labores mineras.
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Instrumento de medición del PH de las aguas residuales, antes y después del uso de la cal.
Utilización del carbonato de calcio para el control de la acidez
4.7 Estadístico de investigación
Las técnicas e instrumentos utilizadas para este proyecto de investigación serán:
Comparación, interpretación y análisis de datos.
Entrevistas y encuestas a la población cercanas a la actividad minera.
Equipos de medición del caudal de agua, para determinar la cantidad de agua drenado de
las labores mineras.
Instrumento de medición del PH de las aguas residuales, antes y después del uso de la cal.
Utilización del carbonato de calcio para el control de la acidez
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CAPÍTULO V
ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO
5.1 Cronograma de actividades
Tabla 2: Cronograma de actividades del proyecto
Setiembre 2021
15
18
30
ACTIVIDAD
Determinación del
título
Inscripción al
concurso
Asesoría grupal 1
Recopilación de
información
Asesoría grupal 2
Asesoría individual
Procesamiento de
información
Entrega de proyecto
Octubre 2021
2
20
25
Diciembre
Noviembre 2021 2021
5
3
X
x
X
x
x
x
X
X
5.2 Presupuesto
Tabla 3: Presupuesto del proyecto de investigación
DESCRIPCIÓN
Adquisición de
información
Internet
Movilidad
Alimentación
Material de escritorio
Costo total
CANTIDAD
PRECIO UNITARIO
(soles)
SUB TOTAL
(soles)
1
1
2
4
1
100
50
75
8
30
100
50
150
32
30
362
5.3 Fuente de financiamiento
Financiamiento por el concurso elaborado de la empresa MMG las Bambas.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Calcinor. www.calcinor.com. www.calcinor.com. [En línea] Calcinor. [Citado el: 25 de
octubre de 2021.] https://www.calcinor.com/es/calcinor/medio-ambiente.
Coyoy Nimatuj, Alfredo Benigno . 2013. Diseño y manual de operación y mantenimiento de
una planta de tratamiento de aguas residuales ácidas de una planta de galvanizado.
Huatemala : s.n., 2013.
OEFA. 2012. Fiscalización ambiental en aguas residuales. Lima : s.n., 2012.
Puente Rodrìguez , Adán Edmundo . 2019. Optimización del sistema de tratamiento y
disposición sanitaria de aguas residuales industriales para vertimiento clase III, provenientes
de la boca mina del nivel 250 (EF 03) al río San José. Lima : s.n., 2019.
Ramìrez Valdieso, Mirna Betariz . 2004. Caracterización, propuesta detratamiento y
disposición de las aguas residuales de una industria galvanizadora de tubería por inmersión
en caliente. Guatemala : s.n., 2004.
Tejada Mayta , Ronal. 2017. Tratamiento y sedimentación de la turbidez con cal en las aguas
residuales de los relaves mineros de la unidad operativa minera Santiago - B. Puno : s.n.,
2017.
Young, Juliette C, y otros. 2016. The role of trust in the resolution of conservation conflicts.
Holanda : Biological Conservation, 2016.
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ANEXOS
MATRIS DE CONSISTENCIA
Hipótesis
hipótesis general
Problema
Problema general
Objetivos
objetivo general
variables
¿Como influirá el uso de la cal en
el control del PH de las aguas
residuales vertidas de la actividad
minera, para disminuir los
conflictos ambientales en el
distrito de Sabayno, Provincia de
Antabamba 2021?
Evaluar la influencia del uso de la
cal en el control del PH para
disminuir
los
conflictos
ambientales en el distrito de
Sabayno,
Provincia
de
Antabamba.
El uso de la cal en las aguas
residuales controla el nivel de Variable independiente
PH, en los afluyentes del rio
Antabamba
reduciendo
los - Cal
conflictos ambientales en el - Aguas Residuales
distrito de Sabayno, provincia de
Antabamba del 2021.
Problema especifico
objetivos especifico
hipótesis especifico
- ¿Cómo influirá el uso de la cal
para el control del PH de las aguas
residuales vertidas de la minería
artesanal en el distrito de Sabayno,
provincia de Antabamba 2021?
- ¿El control de PH de las aguas
residuales
disminuirá
los
conflictos ambientales en el
distrito de Sabayno, provincia
Antabamba 2021?
- ¿Qué beneficios se obtendrá por
el uso de la cal en las aguas
residuales afluyentes del rio
Antabamba 2021?
- Determinar la influencia del uso
de la cal para el control de las
aguas residuales vertidas de la
minería artesanal en el distrito de
Sabayno, provincia de Antabamba
2021.
- que el control de PH de las aguas
residuales
disminuirá
los
conflictos ambientales en el
distrito de Sabayno, provincia
Antabamba 2021.
- Mostrar los beneficios tendrá la
cal para lograr el estado neutro del
agua en la cuenca del rio
Antabamba 2021.
- El uso de la cal en las aguas
residuales vertidas de la actividad
minera controla el nivel de PH en
la provincia de Antabamba 2021.
- El control de PH de las aguas
residuales reduce los conflictos
ambientales en la actividad de
minera en el distrito de Sabayno,
provincia de Antabamba 2021.
- Los beneficios que se obtendrán
son: agua apta para el consumo
humano,
flora
y
fauna,
convivencia armónica entre
sector minero y no minero del rio
Antabamba 2021.
dimensión
- Kilogramo (Kg)
- Caudal (m3/s)
- Volumen (m3)
- Velocidad (m/s)
- Pendiente (%)
- Acido (7,5-14)
- Alcalino (0-6,5)
- Neutro (7)
- Horas (h)
Variable dependiente
-
Control de Ph
-
Conflictos
ambientales
- Peachimetro (PH)
- Personas (n°)
- Nuevos soles (s/.)
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