- Agua
- Propiedades
- Estado
natural - El agua en la
vida - Ciclo natural del
agua - Contaminación del
Agua - Purificación del
agua - Desalinización del
agua - Proceso de
potabilización - Conclusión
- Bibliografía
En el siguiente trabajo desarrollare los diferentes
tipos de contaminación del agua en todos sus
componentes, así también como sus diferentes formas
de purificación para que sea apta para el consumo.
El Agua es una
sustancia muy sencilla, pero posee un conjunto de propiedades que
la hacen única lo que, unido a su abundancia, le otorgan
una gran importancia en el ciclo biológico del planeta. La
misma puede encontrarse en la naturaleza en sus
tres estados, sólido, líquido y vapor, pudiendo
existir en un momento dado en equilibrio
entre sus tres formas.
La estructura
molecular del agua es un
dipolo: su constante dieléctrica es muy alta, mayor que
para cualquier otro líquido, lo que le confiere la
propiedad de
disolver cualquier sustancia aunque sea en cantidades
extremadamente pequeñas. Ello hace que el agua no sea
nunca químicamente pura, llevando siempre
diversas sustancias, como gases, sales o
grasas, disueltas.
El agua es débilmente ionizable, conteniendo siempre
algunos iones hidrógeno, dando un pH
próximo a 6. La concentración de iones en el agua
es muy importante para los organismos.
Este conjunto de propiedades, apenas esbozadas, hacen
que el agua sea un excelente disolvente de sales y gases, y por
ello es causa de problemas de
incrustaciones, sedimentos, corrosiones y picaduras en las
tuberías y calderas, cuya
prevención exige tratamientos específicos para cada
instalación en función
del tipo de agua que se utiliza y del fin a que se
destina.
Estos son algunos de los métodos de
tratamientos del agua:
- La filtración o la decantación es
indispensable si hay arrastres de barros o limos. - El ablandamiento tiene como objeto evitar la
presencia de sales de calcio y magnesio, responsables de las
incrustaciones.
La desmineralización evita un elevado contenido
en sales disueltas. Algunos métodos tienen fines
específicos, como evitar la presencia de sílice,
hierro o
manganeso, etc.
- La desgasificación elimina gases disueltos,
generalmente oxígeno y anhídrido
carbónico, que producirán
corrosiones. - La ósmosis mediante membranas semipermeables
está adquiriendo gran
importancia en la desalinización de aguas con
elevado contenido salino y
estabilización de aguas
problemáticas.
Nombre común que se aplica al estado
líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno
H2O. Abunda en la naturaleza, y más o menos pura, forma la
lluvia, los ríos y los mares
El agua pura es un líquido inodoro e
insípido. Tiene un matiz azul, que sólo puede
detectarse en capas de gran profundidad, el punto de
congelación del agua es de 0 °C y su punto de
ebullición de 100 °C. El agua alcanza su densidad
máxima a una temperatura de
4 °C y se expande al congelarse. Como muchos otros
líquidos, el agua puede existir en estado sobreenfriado,
es decir, que puede permanecer en estado líquido aunque su
temperatura esté por debajo de su punto de
congelación; se puede enfriar fácilmente a unos
-25 °C sin que se congele. Sus propiedades
físicas se utilizan como patrones para definir, por
ejemplo, escalas de temperatura.
El agua es uno de los agentes ionizantes más
conocidos. Puesto que todas las sustancias son de alguna manera
solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente
universal. El agua combina con ciertas sales para formar
hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando
ácidos
y actúa como catalizador en muchas reacciones
químicas importantes.
El agua es la única sustancia que existe a
temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia, o
sea, sólido, líquido y gas. Como
sólido o hielo se encuentra en los glaciares y los
casquetes polares, así como en las superficies de agua en
invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y
en las nubes formadas por cristales de hielo. Existe en estado
líquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua,
y en forma de rocío en la vegetación.
Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie
terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y
océanos. Como gas, o vapor de agua, existe en forma de
niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en
términos de humedad relativa, que es la relación de
la cantidad de vapor de agua en el aire a una
temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a
esa temperatura. El agua está presente también en
la porción superior del suelo, en donde
se adhiere, por acción capilar, a las partículas
del mismo. En este estado, se le denomina agua ligada y tiene
unas características diferentes del agua libre.
Por influencia de la gravedad, el agua se acumula en los
intersticios de las rocas debajo de
la superficie terrestre formando depósitos de agua
subterránea que abastecen a pozos y manantiales, y
mantienen el flujo de algunos arroyos durante los periodos de
sequía.
El agua es el componente principal de la materia viva.
Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. El
protoplasma, que es la materia básica de las células
vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos,
proteínas, sales y otros compuestos
químicos similares en agua. El agua actúa como
disolvente transportando, combinando y descomponiendo
químicamente esas sustancias. La sangre de los
animales y la
savia de las plantas contienen
una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los
alimentos y
desechar el material de desperdicio. El agua desempeña
también un papel
importante en la descomposición metabólica de
moléculas tan esenciales como las proteínas y los
carbohidratos. Este proceso,
llamado hidrólisis, se produce continuamente en las
células vivas.
La hidrología es la ciencia que
estudia la distribución del agua en la Tierra, sus
reacciones físicas y químicas con otras sustancias
existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en
el planeta. El movimiento
continuo de agua entre la Tierra y la
atmósfera
se conoce como ciclo hidrológico. Se produce vapor de agua
por evaporación en la superficie terrestre y en las masas
de agua, y por transpiración de los seres vivos. Este
vapor circula por la atmósfera y precipita en forma de
lluvia o nieve. Al llegar a la superficie terrestre, el agua
sigue dos trayectorias. En cantidades determinadas por la
intensidad de la lluvia, así como por la porosidad,
permeabilidad, grosor y humedad previa del suelo, una parte del
agua se vierte directamente en los riachuelos y arroyos, de donde
pasa a los océanos y a las masas de agua continentales; el
resto se infiltra en el suelo. Una parte del agua infiltrada
constituye la humedad del suelo, y puede evaporarse directamente
o penetrar en las raíces de las plantas para ser
transpirada por las hojas. La porción de agua que supera
las fuerzas de cohesión y adhesión del suelo, se
filtra hacia abajo y se acumula en la llamada zona de
saturación para formar un depósito de agua
subterránea, cuya superficie se conoce como nivel
freático. En condiciones normales, el nivel
freático crece de forma intermitente según se va
rellenando o recargando, y luego declina como consecuencia del
drenaje continuo en desagües naturales como son los
manantiales.
El agua pura es un recurso renovable, sin embargo puede
llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas, que
ya no sea útil, sino más bien nociva.
¿Qué contamina el agua?
Agentes patógenos.- Bacterias,
virus,
protozoarios, parásitos que entran al agua provenientes de
desechos orgánicos. Desechos que requieren
oxígeno.- Los desechos orgánicos pueden ser
descompuestos por bacterias que usan oxígeno para
biodegradarlos. Si hay poblaciones grandes de estas bacterias,
pueden agotar el oxígeno del agua, matando así las
formas de vida acuáticas.
Sustancias químicas inorgánicas.- Acidos,
compuestos de metales tóxicos (Mercurio, Plomo), envenenan
el agua.
Los nutrientes vegetales pueden ocasionar el crecimiento excesivo
de plantas acuáticas que después mueren y se
descomponen, agotando el oxígeno del agua y de este modo
causan la muerte de
las especies marinas (zona muerta).
Sustancias químicas orgánicas.- Petróleo,
plásticos,
plaguicidas, detergentes que amenazan la vida.
Sedimentos o materia suspendida.- Partículas insolubles de
suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de
contaminación.
Sustancias radiactivas que pueden causar defectos
congénitos y cáncer.
Calor.-
Ingresos de
agua caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y
hace a los organismos acuáticos muy
vulnerables.
Fuentes Puntuales Y No Puntuales
Las fuentes
puntuales descargan contaminantes en localizaciones
específicas a través de tuberías y
alcantarillas. Ej. : Fábricas, plantas de tratamiento de
aguas negras, minas, pozos petroleros, etc.
Las fuentes no puntuales son grandes áreas de
terreno que descargan contaminantes al agua sobre una
región extensa. Ej. : Vertimiento de sustancias
químicas, tierras de cultivo, lotes para pastar ganado,
construcciones, tanques sépticos.
Contaminación De Ríos Y Lagos
Las corrientes fluviales debido a que fluyen se recuperan
rápidamente del exceso de calor y los desechos
degradables. Esto funciona mientras no haya sobrecarga de los
contaminantes, o su flujo no sea reducido por sequía,
represado, etc.
Contaminación Orgánica.- En los
lagos, rebalses, estuarios y mares, con frecuencia la
dilución es menos efectiva que en las corrientes porque
tienen escasa fluencia, lo cual hace a los lagos más
vulnerables a la
contaminación por nutrientes vegetales (nitratos y
fosfatos) (eutroficación).
Contaminación Térmica De Corrientes
Fluviales Y Lagos
El método
más usado para enfriar las plantas de vapor
termoeléctricas consiste en tirar agua fría desde
un cuerpo cercano de agua superficial, hacerlo pasar a
través de los condensadores
de la planta y devolverla calentada al mismo cuerpo de agua. Las
temperaturas elevadas disminuyen el oxígeno disuelto en el
agua. Los peces
adaptados a una temperatura particular pueden morir por choque
térmico (cambio
drástico de temperatura del agua).
La contrapartida de la contaminación
térmica es el enriquecimiento térmico, es decir, el
uso de agua caliente para producir estaciones más larga de
pesca
comercial, y reducción de las cubiertas de hielo en las
áreas frías, calentar edificios, etc.
Contaminación Del Océano
El
océano es actualmente el "basurero del mundo", lo cual
traerá efectos negativos en el futuro.
La mayoría de las áreas costeras del mundo
están contaminadas debido sobre todo a las descargas de
aguas negras, sustancias químicas, basura, desechos
radiactivos, petróleo y sedimentos. Los mares más
contaminados son los de Bangladesh, India,
Pakistán, Indonesia, Malasia, Tailandia y
Filipinas.
Delfines, leones marinos y tortugas de mar, mueren
cuando ingieren o quedan atrapados por tazas, bolsas, sogas y
otras formas de basura plástica arrojadas al
mar.
Contaminación Con Petróleo
Los
accidentes de
los buque-tanques, los escapes en el mar (petróleo que
escapa desde un agujero perforado en el fondo marino), y
petróleo de desecho arrojado en tierra firme que termina
en corrientes fluviales que desembocan en el mar.
Contaminación Del Agua Freática Y Su
Control
El agua freática o subterránea es
una fuente vital de agua para beber y para el riego
agrícola. Sin embargo es fácil de agotar porque se
renueva muy lentamente. Cuando el agua freática llega a
contaminarse no puede depurarse por sí misma, como el agua
superficial tiende a hacerlo, debido a que los flujos de agua
freática son lentos. También hay pocas bacterias
degradadoras, porque no hay mucho oxígeno.
Debido a que el agua freática no es visible hay
poca conciencia de
ella.
Fuentes De Contaminación Del Agua
Subterránea
Escapes o fugas de sustancias
químicas desde tanques de almacenamiento
subterráneo.
Infiltración de sustancias químicas
orgánicas y compuestos tóxicos desde rellenos
sanitarios, tiraderos abandonados de desechos peligrosos y desde
lagunas para almacenamiento de desechos industriales localizados
por arriba o cerca de los acuíferos.
Infiltración accidental en los acuíferos desde los
pozos utilizados para inyección de gran parte de los
desechos peligrosos profundamente bajo tierra.
Control De La Contaminación Del Agua
Superficial
Contaminación por fuentes no
puntuales.
La principal fuente no puntual de la
contaminación del agua en la agricultura.
Los agricultores pueden reducir drásticamente el
vertimiento de fertilizantes en las aguas superficiales y la
infiltración a los acuíferos, no usando cantidades
excesivas de fertilizantes. Además deben reducir el uso de
plaguicidas.
Contaminación Por Fuentes Puntuales:
Tratamiento De Aguas De Desecho
En muchos lugares, las
aguas negras y los desechos industriales no son tratados. En vez
de eso, son descargados en la vía de agua más
cercana o en lagunas de desechos donde el aire, luz solar y los
microorganismos degradan los desechos. El agua permanece en una
de esas lagunas durante 30 días. Luego, es tratada con
cloro y bombeada para uso en una ciudad o en granjas. En la mayor
parte de los desechos de las fuentes puntuales se depuran en
grados variables. En
áreas rurales y suburbanas las aguas negras de cada casa
generalmente son descargadas en una fosa
séptica.
En las áreas urbanas, la mayoría de los
desechos transportados por agua desde las casas, empresas,
fábricas y el escurrimiento de las lluvias, fluyen a
través de una red de conductos de
alcantarillado, y van a plantas de tratamiento de aguas de
desecho. Algunas ciudades tienen sistemas
separados para el desagüe pluvial, pero en otros los
conductos para estos dos sistemas están combinados, ya que
esto resulta más barato. Cuando las intensas lluvias
ocasionan que los sistemas de alcantarillado combinados se
derramen, ello descarga aguas negras no tratadas directamente a
las aguas superficiales.
Cuando las aguas negras llegan a una planta de
tratamiento, pueden tener hasta tres niveles de
purificación. El tratamiento primario de aguas negras es
un proceso para separar desechos como palos, piedras y
trapos.
El tratamiento secundario de aguas negras es un proceso
biológico que utiliza bacterias aerobias.
El tratamiento avanzado de aguas negras es una serie de procesos
químicos y físicos especializados, que disminuye la
cantidad de contaminantes específicos que quedan
todavía después del tratamiento primario y
secundario.
Antes de que el agua sea descargada desde una planta de
tratamiento de aguas negras se desinfecta. El método usual
es la cloración. Otros desinfectantes son el ozono,
peróxido de hidrógeno y luz ultravioleta. El
tratamiento común de las aguas negras ha ayudado a reducir
la contaminación del agua de la superficie, pero los
ambientalistas señalan que es un método de salida
limitado e imperfecto, que eventualmente es sobrepasado por
más personas que producen más desechos.
Las impurezas suspendidas y disueltas en el agua natural
impiden que ésta sea adecuada para numerosos fines. Los
materiales
indeseables, orgánicos e inorgánicos, se extraen
por métodos de criba y sedimentación que eliminan
los materiales suspendidos. Otro método es el tratamiento
con ciertos compuestos, como el carbón activado, que
eliminan los sabores y olores desagradables. También se
puede purificar el agua por filtración, o por
cloración o irradiación que matan los
microorganismos infecciosos.
En la ventilación o saturación de agua con
aire, se hace entrar el agua en contacto con el aire de forma que
se produzca la máxima difusión; esto se lleva a
cabo normalmente en fuentes, esparciendo agua en el aire. La
ventilación elimina los olores y sabores producidos por la
descomposición de la materia orgánica, al igual que
los desechos industriales como los fenoles, y gases
volátiles como el cloro. También convierte los
compuestos de hierro y manganeso disueltos en óxidos
hidratados insolubles que luego pueden ser extraídos con
facilidad.
La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo
por las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción
por el hierro, el aluminio y
otros metales. La que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de
calcio y magnesio se denomina dureza temporal y puede eliminarse
por ebullición, que al mismo tiempo esteriliza
el agua. La dureza residual se conoce como dureza no
carbónica o permanente. Las aguas que poseen esta dureza
pueden ablandarse añadiendo carbonato de sodio y cal, o
filtrándolas a través de ceolitas naturales o
artificiales que absorben los iones metálicos que producen
la dureza, y liberan iones sodio en el agua. Los detergentes
contienen ciertos agentes separadores que inactivan las
sustancias causantes de la dureza del agua.
El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua
potable, puede extraerse por medio de la ventilación y
sedimentación, o pasando el agua a través de
filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro
añadiendo ciertas sales, como los polifosfatos. El agua
que se utiliza en los laboratorios, se destila o se desmineraliza
pasándola a través de compuestos que absorben los
iones.
Desalinización
del agua
Para satisfacer las crecientes demandas de
agua dulce, especialmente en las áreas desérticas y
semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones
con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la
sal del agua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado
varios procesos para producir agua dulce a bajo costo.
Tres de los procesos incluyen la evaporación
seguida de la condensación del vapor resultante, y se
conocen como: evaporación de múltiple efecto,
destilación por compresión de vapor
y evaporación súbita. En este último
método, que es el más utilizado, se calienta el
agua del mar y se introduce por medio de una bomba en tanques de
baja presión,
donde el agua se evapora bruscamente. Al condensarse el vapor se
obtiene el agua pura.
La congelación es un método alternativo
que se basa en los diferentes puntos de congelación del
agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se separan
del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten,
convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado
ósmosis inversa, se emplea presión para hacer pasar
el agua dulce a través de una fina membrana que impide el
paso de minerales. La
ósmosis inversa sigue desarrollándose de forma
intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar
aguas salobres. Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en
iones positivos y negativos, que se extraen pasando una corriente
eléctrica a través de membranas
aniónicas y catiónicas
Un problema importante en los proyectos de
desalinización son los costos para
producir agua dulce.
La mayoría de los expertos confían en obtener
mejoras sustanciales para purificar agua ligeramente salobre, que
contiene entre 1.000 y 4.500 partes de minerales por
millón, en comparación a las 35.000 partes por
millón del agua del mar. Puesto que el agua resulta
potable si contiene menos de 500 partes de sal por millón,
desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato
que desalinizar el agua del mar.
Proceso de
Potabilización:
A pesar de la definición
química
del agua como una sustancia constituida exclusivamente por dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, en la
naturaleza no se encuentra nunca en ese grado de pureza sino que
está siempre impurificada con una serie de componentes
inorgánicos y orgánicos.
Potentes bombas la
impulsan a través de una cañería hasta el
establecimiento, pasa por un canal transportador donde sé
afora, se agrega los productos
químicos y se produce el mezclado rápido. De
allí es conducida a los decantadores, que son grandes
piletas compuestas de dos partes, floculador y
decantador.
El floculador posee paletas mecánicas que son las
encargadas de mezclar íntimamente el agua con los
productos químicos y formar así los
flóculos, que al cobrar tamaño y peso
precipitarán al fondo del decantador. Este tiene una tolva
que es encargada de eliminar el barro floculado, este proceso se
hace diariamente.
El agua tarda dos horas en recorrer estas piletas donde
al final es recogida por una canaleta donde cae en forma de
lluvia para incorporarle oxígeno. Por esta canaleta el
agua es conducida a filtros compuestos por mantos de arena de
distinta granulometría, comenzando con arena fina hasta
terminar con piedra.
De los filtros el agua pasa a la reserva, que es una
cisterna subterránea de quinientos mil litros en donde se
la agrega cloro para su desinfección, terminado
aquí el proceso de Potabilización ya que se
encuentra en condiciones óptimas para el consumo
humano.
Una vez cumplido este paso el agua es elevada por medio
de bombas comandadas con un tablero eléctrico por el
personal de
guardia al tanque de distribución, con una capacidad de un
millón de litros, elevado del suelo 18,50 m. para dar
impulso a la salida del agua por gravedad y así llegar a
toda la ciudad.
El agua es controlada siguiendo todos los pasos de la
purificación por un Laboratorio
donde se efectúan los análisis químicos y
bacteriológicos.
Todo este proceso, desde que entra el agua al
Establecimiento hasta que sale en condiciones óptimas para
el consumo, transcurre en cinco horas, este tiempo ha sido
empleado para que nadie se quede sin agua.
El objetivo de
este trabajo fue analizar el estado del
agua, su utilización, su relación con el medio
ambiente, las posibles soluciones,
etc.
Mi opinión es que el problema de la
contaminación del agua es uno de los mayores problemas que
en la actualidad enfrenta la sociedad, y es
uno de los que más rápidamente necesita ser
solucionado.
Me he dado cuenta de que la posibilidad de tener agua
potable es de unos pocos, esto debido a las pocas posibilidades
que tiene cierta gente en el mundo. Lo mejor para la
solución de este problema seria hacer campañas de
concientización y también se podrían tirar
propuestas como por ejemplo no derrochar el agua, debemos
cuidarla lo más posible, arreglando las canillas cuando
estas gotean, no dejarla abierta durante todo el tiempo que nos
cepillamos los dientes, o dándonos duchas de veinte
minutos por ejemplo, y también, porque no, concientizando
de esto a nuestros allegados. Finalizando, debemos cuidar el agua
potable, ya que si en unos años no la poseemos,
será otras de las tantas cosas de las que privaremos a
nuestras generaciones futuras.
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– Guía Práctica de la Ecología Urbana.
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Silva Lenio Andrés