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Purificación del agua




Enviado por vagomeba



    1. Agua
    2. Propiedades
    3. Estado
      natural
    4. El agua en la
      vida
    5. Ciclo natural del
      agua
    6. Contaminación del
      Agua
    7. Purificación del
      agua
    8. Desalinización del
      agua
    9. Proceso de
      potabilización
    10. Conclusión
    11. Bibliografía

    Introducción.

    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.

    Agua

    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

     

     Propiedades

    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.

    Estado
    natural

    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 en la
    vida

    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.

    Ciclo natural del
    agua

    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.

    Contaminación
    del Agua

    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.

    Purificación del agua

    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.

    Conclusión

    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.

    Bibliografía

    – Enciclopedia Microsoft
    Encarta ’99.
    – Microsoft Internet
    Explorer buscador Yahoo.

    – Microsoft Internet Explorer buscador
    Ciudad.
    – Guía Práctica de la Ecología Urbana.
    Diccionario
    Enciclopédico Sopena.

    – Enciclopedia Temática Océano.

     

    Silva Lenio Andrés

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