- Caracterización de los
ríos - Conectividad de los
Hábitat - Intervenciones humanas más frecuentes en
los ríos - Importancia del problema
- Origen
de la contaminación de las aguas - Eutrofización de los grandes
lagos - Depuración de los
vertidos - Efectos de los vertimientos
- Sistemas de tratamiento
Caracterización de los
ríos
Los ríos son sistemas escalables: Un
sistema geográficamente escalable, es aquel que mantiene
su utilidad y usabilidad, sin importar que tan lejos estén
sus usuarios o recursos.
Los factores que determinan su funcionamiento y las
comunidades biológicas también guardan una
relación entre sí que responde a diferentes
escalas espaciales
Factores a Tomar en Cuenta:
Clima, Relieve, Geología, Tipos de Suelos,
Tamaño, Vegetación, Usos del suelo, Gestión
de recursos hídricos, Régimen de caudales, Calidad
de las aguas, Morfología del cauce, Estado de las Riberas,
Dimensiones de la llanura de inundación, Condiciones
hidráulicas, Substrato fluvial.
Continuidad de los flujos (agua, sedimentos,
nutrientes, materia orgánica,
organismos婼/b>
Ecuación de continuidad
Conectividad
de los Hábitat
El diseño de la red de áreas que conforma
el Sistema debe evitar la creación de "islas de
hábitat naturales", impidiendo así el aislamiento
de las poblaciones, la interrupción del flujo
genético y la creación de nuevas barreras de
dispersión. También es necesario evaluar si las
gradientes altitudinales están debidamente
interconectadas, procurando proteger gradientes completas a lo
largo de los valles. Se espera que todas las áreas
naturales protegidas puedan estar interconectadas por
áreas naturales que sirvan de corredores
biológicos.
Dimensión longitudinal
En estos sistemas se encuentran la continuidad de los
flujos de agua, materia y organismos presentes en los flujos de
ríos, la discontinuidad en la magnitud de los procesos a
lo largo del valle afectan seriamente los procesos regenerativos
de los cauces, los procesos de contaminación obtienen un
incremento considerable. Las dimensiones longitudinales se ven
afectadas en el ancho de los canales naturales que conducen los
cauces, la altura del nivel freático del rio permite
determinar las características físicas y
condiciones que se han visto afectadas.
Figura 1. Dimensión
longitudinal
Dimensión transversal: Se caracteriza por
la conectividad del cauce con el espacio fluvial y posee la
operatividad con las avenidas y las inundaciones.
Dimensión vertical: Se debe tener en
cuenta la permeabilidad de los materiales en cauces y riberas, la
conexión del cauce.
Permeabilidad de materiales en cauces y riberas:
Observación y análisis de las condiciones de las
riberas de los ríos mediante análisis y
recolección del suelo.
La caracterización del estado natural de los
ríos sin presencia de contaminantes presentes se debe
realizar con los parámetros como lo son el régimen
de caudal, continuidad longitudinal, conectividad transversal y
conexión vertical.
En los Régimen de Caudales: se encuentran la
magnitud, frecuencia, duración, época y tasa de
cambio, para esto se requiere el conocimiento de la calidad del
agua, la fuente de energía, el hábitat
físico y las interacciones biológicas, dando como
resultado la INTEGRIDAD ECOLOGICA.
Estructura biológica: aparece gracias al
régimen de caudales, (continuidad longitudinal,
conectividad trasversal, conexión vertical), surge como
consecuencia de los procesos fluviales, a organiza y mantiene el
propio rio a través de su funcionamiento
ecológico.
Funciones ecológicas de las riberas: las
funciones que debe desempeñar cada ribera es conceder un
hábitat a las especies de fauna presentes en el sector,
establecer barreras naturales contra inundaciones, realizar
corredores ecológicos para el esparcimiento de la fauna,
ser utilizados como filtros ante las presencias de
contaminación.
Intervenciones
humanas más frecuentes en los
ríos
Draga
Se entiende por dragado, la operación de
limpieza de los sedimentos en cursos de agua, lagos,
bahías, accesos a puertos para aumentar la profundidad de
un canal navegable o de un río para aumentar la capacidad
de transporte de agua, evitando así las inundaciones aguas
arriba.
Así mismo, se pretende con ello aumentar el
calado de estas zonas para facilitar el tráfico
marítimo por ellas sin perjuicio para los buques, evitando
el riesgo de encallamiento. En función del material del
fondo, que requiere ser dragado, se utilizan deferentes tipos de
dragas.
Las operaciones de dragado tienen potencialmente un
impacto ambiental significativo, que debe ser oportuna y
convenientemente evaluado a fin de tomar en consideración
las posibles medidas de mitigación.
Canalización
Al canalizar o dragar los lechos de rías y
arroyos, se afecta gravemente la biodiversidad. La variada
flora, es eliminada y sustituida casi exclusivamente por chopos.
Los peces ven alterados sus lugares de freza, quedando más
expuestos a la depredación. Igualmente sucede con la
nutria y otros mamíferos, que al alterarse su
hábitat, se ven relegados a lugares inadecuados, poniendo
en peligro su supervivencia.
Está demostrado que los encauzamientos no son
útiles, y generan una falsa seguridad frente a las
grande avenidas, siendo la principal justificación,
las canalizaciones y encauzamientos.
Como trágicos ejemplos tenemos la riada que
asoló Biescas, al igual que la producida en el Cerro de
los Ángeles, Badajoz, cuyos cauces estaban
canalizados.
Eutrofización
Se designa como el enriquecimiento en nutrientes de un
ecosistema, el uso más extendido se refiere
específicamente al aporte más o menos masivo de
nutrientes inorgánicos en un ecosistema
acuático.
Eutrofo se llama a un ecosistema o un ambiente
normalmente caracterizado por una abundancia anormalmente alta de
nutrientes, el desarrollo de la biomasa en un ecosistema viene
limitado, las más de las veces, por le escasez de algunos
elementos químicos como el nitrógeno en los
ambientes continentales y el fosforo en los marinos, que los
productores primarios necesitan para desarrollarse y al os que
llamamos por ello factores limitantes.
La contaminación puntual de las aguas, por
efluentes urbanos, o difusa, por la contaminación agraria
o atmosférica, puede aportar cantidades importantes de
esos elementos faltantes, el resultado es un aumento de la
producción primaria con importantes consecuencias sobre la
composición, estructura y dinámica del
ecosistema.
Contaminación de las aguas:
Se permite referir a la disminución de la calidad
por medio de la inclusión de materiales orgánicos e
inorgánicos causando deterioro en la salud humana o en sus
usos posteriores, dando como resultado un desbalance
ecológico y ambiental en el hábitat de diversas
especies tanto acuáticas como terrestres.
Importancia del
problema
Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos
inmemoriales, las basuras producidas por la actividad
humana.à ¼/font>
El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad
de purificación. Pero esta misma facilidad de
regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que
sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos
producidos por nuestras actividades. Pesticidas, desechos
químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc., se
encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las
aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas
están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas
para la salud humana, y dañinas para la
vida.
La degradación de las aguas viene de
antiguo y en algunos lugares, como la desembocadura del Nilo, hay
niveles altos de contaminación desde hace siglos; pero ha
sido en este siglo cuando se ha extendido este problema a
ríos y mares de todo el mundo.
Primero fueron los ríos, las zonas
portuarias de las grandes ciudades y las zonas industriales las
que se convirtieron en sucias cloacas, cargadas de productos
químicos, espumas y toda clase de contaminantes. Con la
industrialización y el desarrollo económico este
problema se ha ido trasladando a los países en vías
de desarrollo, a la vez que en los países desarrollados se
producían importantes mejoras.
Origen de
la contaminación de las aguas
Idea general
La contaminación de las aguas puede
proceder de fuentes naturales o de actividades humanas. En la
actualidad la más importante, sin duda, es la provocada
por el hombre. El desarrollo y la industrialización
suponen un mayor uso de agua, una gran generación de
residuos muchos de los cuales van a parar al agua y el uso de
medios de transporte fluviales y marítimos que, en muchas
ocasiones, son causa de contaminación de las
aguas.à ¼/font>
En esta página se consideran las
fuentes naturales y antropogénicas de
contaminación, estudiando dentro de estas últimas
las industriales, los vertidos urbanos, las procedentes de la
navegación y de las actividades agrícolas y
ganaderas.à ¼/font>
Naturales
Algunas fuentes de
contaminación del agua son naturales. Por ejemplo, el
mercurio que se encuentra naturalmente en la corteza de la Tierra
y en los océanos contamina la biosfera mucho más
que el procedente de la actividad humana. Algo similar pasa con
los hidrocarburos y con muchos otros
productos.à ¼/font>
Normalmente las fuentes de
contaminación natural son muy dispersas y no provocan
concentraciones altas de polución, excepto en algunos
lugares muy concretos. La contaminación de origen humano,
en cambio, se concentra en zonas concretas y, para la mayor parte
de los contaminantes, es mucho más peligrosa que la
natural.
De origen
humano
Hay cuatro focos principales de
contaminación
antropogénica.
Industria: Según
el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos.
Normalmente en los países desarrollados muchas industrias
poseen eficaces sistemas de depuración de las aguas, sobre
todo las que producen contaminantes más peligrosos, como
metales tóxicos.
En algunos países en
vías de desarrollo la contaminación del agua por
residuos industriales es muy
importante.
Sector industrial | Substancias contaminantes | |
Construcción | Sólidos en suspensión, | |
Minería | Sólidos en suspensión, | |
Energía | Calor, hidrocarburos y productos | |
Textil y piel | Cromo, taninos, tensoactivos, | |
Automoción | Aceites lubricantes, pinturas y aguas | |
Navales | Petróleo, productos | |
Siderurgia | Cascarillas, aceites, metales | |
Química | Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, | |
Química | Organohalogenados, | |
Fertilizantes | Nitratos y fosfatos. | |
Pasta y papel | Sólidos en suspensión y | |
Plaguicidas | Organohalogenados, organofosforados, | |
Fibras químicas | Aceites minerales y otros que afectan | |
Pinturas, barnices y | Compuestos organoestámicos, |
Cuadro 1.
Substancias Contaminantes
Vertidos urbanos: La
actividad doméstica produce principalmente residuos
orgánicos, pero el alcantarillado arrastra además
todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles
(hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales,
ácidos,
etc.à ¼/font>
La Directiva 91/271/CEE de
la Unión Europea sobre el
Tratamientoà ¤e las Aguas Residuales Urbanas,
aprobada en mayo de 1991, urge a los estados miembros a tomar las
medidas para lograr que todas las aguas residuales sean
adecuadamente recogidas y sometidas a tratamientos secundarios o
equivalentes antes de ser vertidas. Marca diversos objetivos,
dependiendo del tamaño de las poblaciones, que se deben
cumplir en tre el año 1995 y el
2005.
También
exigía a los estados miembros la identificación de
las llamadas áreas sensibles -las sujetas a
eutrofización y las que se van a dedicar al consumo humano
y no cumplen las condiciones de las anteriores directivas
europeas- antes de
1993
La obligada
construcción de depuradoras en los municipios está
reduciendo de forma importante este tipo de contaminación,
pero en España la depuración de aguas residuales es
todavía muy
insuficiente.
Menos de la mitad de la
población española trataba sus aguas residuales
como lo manda la Directiva Comunitaria al comienzo de los noventa
y se calcula que en el periodo 1995- 2005, será necesario
invertir más de dos billones de pesetas para cubrir las
necesidades de saneamiento y depuración conforme a la
legislación
comunitaria.༯font>
Navegación:
Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente
con hidrocarburos. Los vertidos de petróleo, accidentales
o no, provocan importantes daños
ecológicos.
Según el
estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación
de los EEUU, en 1985 se vertieron al mar unas 3.200.000 Toneladas
de
hidrocarburos.
A lo largo de la
década de los ochenta se tomaron diversas medidas para
disminuir la contaminación de los mares y la Academia de
las Ciencias de EEUU estimaba que se habían reducido en un
60% los vertidos durante estos años. Se puede calcular que
en en 1989 se vertieron al océano algo más de
2.000.000 de toneladas. De esta cifra el mayor pordentaje
corresponde a las aguas residuales urbanas y a las descargas
industriales (en total más del 35%). Otro tercio
correspondería a vertidos procedentes de buques
(más por operaciones de limpieza y similares, aunque su
valor va disminuyendo en los últimos años, que por
accidentes) y el resto a filtraciones naturales e hidrocarburos
que llegan a través de la
atmósfera.
Convenios como el
Marpol (Disminución de la polución marina
procedente de tierra) de 1974 y actualizado en 1986 y otros, han
impulsado una serie de medidas para frenar este tipo de
contaminación.
Agricultura y
ganadería: Los trabajos agrícolas producen
vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos orgánicos
de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muy
notable las
aguas.à ¼/font>
La
mayoría de los vertidos directos en España (el 65%
de los 60 000 vertidos directos que hay), son responsabilidad de
la ganadería. Se llama directo a los vertidos que no se
hacen a través de redes urbanas de saneamiento, y por
tanto son más difíciles de controlar y
depurar.
La
legislación española que transcribe la Directiva
Comunitaria 91/676/CEE incide en los vertidos de nitratos de
origen agrario, sobre todo en las denominadas zonas vulnerables,
las aguas subterráneas cuya concentración en
nitratos sea superior a 50 mg/L y los embalses, lagos y otros
ecosistemas acuáticos que se encuentren en estado
eutrófico o en peligro de
estarlo.
Fuente de desechos | Equivalentesà °oblación | Fuente de desechos | Equivalentesà °oblación |
Hombre | 1 | Vaca | 16.4 |
Plaza de guardería | 0.5 | Caballo | 11.3 |
Plaza de escuela | 0.6 | Gallina | 0.014 |
Plaza de camping | 0.7 | Oveja | 2.45 |
Plaza de hotel | 2.1 | Cerdo | 3 |
Plaza de hospital | 4.0 |
Cuadro 2.
Equivalentes de
población
Nota: El
equivalente de población es el volumen de agua residual o
la carga contaminante producida por una persona en una vivienda
normal.
Eutrofización
Concepto de
eutrofización
Un río,
un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas
se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera
vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de
nutrientes, porque así podrían vivir más
fáciles los seres vivos. Pero la situación no es
tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de
nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos.
Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de
malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo
drásticamente su
calidad.à ¼/font>
El
proceso de putrefacción consume una gran cantidad del
oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la
mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un
ecosistema casi
destruido.
Agua
eutrófica y
oligotrófica
Cuando
un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotrófico)
tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de
las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las
plantas y animales que se encuentran son los
característicos de aguas bien oxigenadas como las
truchas.à ¼/font>
Al
ir cargándose de nutrientes el lago se convierte en
eutrófico. Crecen las algas en gran cantidad con lo que el
agua se
enturbia.
Las
algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la
actividad de las bacterias con lo que se gasta el oxígeno.
No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en
oxígeno, por eso en un lago de estas
características encontraremos barbos, percas y otros
organismos de aguas poco ventiladas. En algunos casos se
producirán putrefacciones anaeróbicas
acompañadas de malos olores Las aguas son turbias y de
poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su
uso para actividades deportivas. El fondo del lago se va
rellenando de sedimentos y su profundidad va
disminuyendo.༯font>
Nutrientes que eutrofizan las
aguas
Los nutrientes que más influyen en este proceso son los
fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor
limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los
lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es
el nitrógeno para la mayoría de las especies de
plantas.
En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de
nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se
han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En
el caso del nitrógeno, una elevada proporción
(alrededor del 30%) llega a través de la
contaminación atmosférica. El nitrógeno es
más móvil que el fósforo y puede ser lavado
a través del suelo o saltar al aire por evaporación
del amoniaco o por
desnitrificación.
El fósforo es absorbido con más facilidad por las
partículas del suelo y es arrastrado por la erosión
erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía
superficiales.
En condiciones naturales entra a un sistema acuático menos
de 1Kg de fosfato por hectárea y año. Con los
vertidos humanos esta cantidad sube mucho. Durante muchos
años los jabones y detergentes fueron los principales
causantes de este
problema.
En las décadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los
detergentes era un compuesto de fósforo, el tripolifosfato
sódico, que se usaba para "sujetar" (quelar) a los iones
Ca, Mg, Fe y Mn. De esta forma se conseguía que estos
iones no impidieran el trabajo de las moléculas
surfactantes que son las que hacen el
lavado.
Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de
fósforo. El resultado era que los vertidos
domésticos y de lavanderías contenían una
gran proporción de ion fosfato. A partir de 1973
Canadá primero y luego otros países, prohibieron el
uso de detergentes que tuvieran más de un 2,2% de
fósforo, obligando así a usar otros quelantes con
menor contenido de este elemento. Algunas legislaciones han
llegado a prohibir los detergentes con más de 0,5% de
fósforo.
Fuentes de
eutrofización
Eutrofización natural.- La eutrofización es un
proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en
todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo
nutrientes.à ¼/font>
Eutrofización de origen humano.- Los vertidos
humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en
un grave problema de contaminación. Las principales
fuentes de eutrofización
son:à ¼/font>
Los vertidos urbanos, que llevan detergentes y
desechos
orgánicosà ¼/font>Los vertidos ganaderos y agrícolas,
que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros
residuos ricos en fosfatos y
nitratos.༯font>
Medida del grado de
eutrofización
Para conocer el nivel de
eutrofización de un agua determinada se suele medir el
contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este
valor se combina con otros parámetros como el contenido de
fósforo y de nitrógeno y el valor de
penetración de la
luz.
Medidas para evitar la
eutrofización
Lo más eficaz para luchar contra
este tipo de contaminación es disminuir la cantidad de
fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja
proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de
detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los
desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez
de verterlos, etc. En
concreto:à ¼/font>
Tratar las aguas residuales en
EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que
incluyan tratamientos biológicos y químicos que
eliminan el fósforo y el
nitrógeno.Almacenar adecuadamente el
estiércol que se usa en
agricultura.Usar los fertilizantes
más
eficientemente.Reducir las emisiones de NOx y
amoniaco.
Cambiar las prácticas de
cultivo a otras menos contaminantes. Así, por ejemplo,
retrasar el arado y la preparación de los campos para el
cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en
otoño asegura tener cubiertas las tierras con
vegetación durante el invierno con lo que se reduce a la
erosión.
Eutrofización de los grandes
lagos
El fenómeno de
eutrofización se observó y estudió con
detalle en la zona de los Grandes Lagos, en la frontera entre
Estados Unidos y Canadá. Estos lagos embalsan enormes
cantidades de agua (el 20% de las aguas dulces del mundo) y en
ellos se vertían las aguas residuales de las grandes
ciudades situadas en sus orillas, como Chicago, Detroit,
etc.à ¼/font>
En su cuenca viven alrededor
de 40 millones de personas, suministran agua potable a unos 30
millones y alrededor del 40% de la industria de Estados Unidos y
la mitad de la de Canadá están situadas en sus
orillas.à ¼/font>
En la década de
1960 se observó que en muchos lugares de estos Grandes
Lagos, especialmente en el Eire, que es el menos profundo de
ellos, se estaban produciendo grandes mortandades de peces,
proliferación de bacterias y contaminación con
desechos.
El proceso de
eutrofización estaba siendo tan grave que tuvieron que
cerrar muchas playas por exceso de contaminación y un gran
número de poblaciones de peces nativos
desaparecieron.
A partir de 1972 se
empezó un programa de control de la contaminación,
con inversiones de más de 19 mil millones de
dólares, que ha rebajado mucho los niveles de fosfatos y
de otros contaminantes como las bacterias coliformes y sustancias
tóxicas de origen
industrial.
La mayoría de
los vertidos de aguas residuales que se hacen en el mundo no son
tratados. Simplemente se descargan en el río, mar o lago
más cercano y se deja que los sistemas naturales, con
mayor o menor eficacia y riesgo, degraden los desechos de forma
natural. En los países desarrollados una
proporción, cada vez mayor, de los vertidos es tratada
antes de que lleguen a los ríos o mares en EDAR
(estaciones depuradoras de aguas
residuales).à ¼/font>
El objetivo de
estos tratamientos es, en general, reducir la carga de
contaminantes del vertido y convertirlo en inocuo para el medio
ambiente. Para cumplir estos fines se usan distintos tipos de
tratamiento dependiendo de los contaminantes que arrastre el agua
y de otros factores más generales, como
localización de la planta depuradora, clima, ecosistemas
afectados,
etc.
Tipos de
tratamiento.
Hay distintos
tipos de tratamiento de las aguas residuales para lograr retirar
contaminantes. Se pueden usar desde sencillos procesos
físicos como la sedimentación, en la que se deja
que los contaminantes se depositen en el fondo por gravedad,
hasta complicados procesos químicos, biológicos o
térmicos. Entre ellos, los más usuales
son:
Físicos
Sedimentación.
Flotación.-
Natural o provocada con
aire.Filtración.-
Con arena, carbón, cerámicas,
etc.Evaporación.
Adsorción.-
Con carbón activo, zeolitas,
etc.Desorción
(Stripping). Se transfiere el contaminante al aire (ej.
amoniaco).Extracción.-
Con líquido disolvente que no se mezcla con el
agua.
Químicos
Coagulación-floculación.-
Agregación de pequeñas partículas usando
coagulantes y floculantes (sales de hierro, aluminio,
polielectrolitos,
etc.)Precipitación
química.- Eliminación de metales pesados
haciéndolos insolubles con la adición de
lechada de cal, hidróxido sódico u otros que
suben el
pH.Oxidación-reducción.-
Con oxidantes como el peróxido de hidrógeno,
ozono, cloro, permanganato potásico o reductor como el
sulfito
sódico.Reducción
electrolítica.- Provocando la deposición en el
electrodo del contaminante. Se usa para recuperar elementos
valiosos.Intercambio
iónico.- Con resinas que intercambian iones. Se usa
para quitar dureza al
agua.Osmosis
inversa.- Haciendo pasar al agua a través de membranas
semipermeables que retienen los contaminantes
disueltos.
Biológicos.
Usan microorganismos que se nutren con diversos compuestos de
los que contaminan las aguas. Los flóculos que se
forman por agregación de microorganismos son separados
en forma de
lodos.
Lodos
activos.- Se añade agua con microorganismos a las
aguas residuales en condiciones aerobias (burbujeo de aire o
agitación de las
aguas).Filtros
bacterianos.- Los microorganismos están fijos en un
soporte sobre el que fluyen las aguas a depurar. Se introduce
oxígeno suficiente para asegurar que el proceso es
aerobio.Biodiscos.-
Intermedio entre los dos anteriores. Grandes discos dentro de
una mezcla de agua residual con microorganismos facilitan la
fijación y el trabajo de los
microorganismos.Lagunas
aireadas.- Se realiza el proceso biológico en lagunas
de grandes
extensiones.Degradación
anaerobia.- Procesos con microorganismos que no necesitan
oxígeno para su
metabolismo.
Niveles de
tratamiento
Las aguas
residuales se pueden someter a diferentes niveles de tratamiento,
dependiendo del grado de purificación que se quiera. Es
tradicional hablar de tratamiento primario, secundario, etc,
aunque muchas veces la separación entre ellos no es
totalmente clara. Así se pueden
distinguir:
Pre
tratamiento.- Es un proceso en el que usando rejillas y
cribas se separan restos voluminosos como palos, telas,
plásticos,
etc.༯font>
Tratamientoà°²imario.-
Hace sedimentar los materiales suspendidos usando tratamientos
físicos o físico-químicos. En algunos casos
dejando, simplemente, las aguas residuales un tiempo en grandes
tanques o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados,
añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques,
sustancias químicas quelantes* que hacen más
rápida y eficaz la sedimentación. También se
incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y
la eliminación de contaminantes volátiles como el
amoniaco (desorción). Las operaciones que incluye son el
desaceitado y desengrase, la sedimentación primaria, la
filtración, neutralización y la desorción
(stripping).
Tratamientoà³¥cundario.-
Elimina las partículas coloidales y similares. Puede
incluir procesos biológicos y químicos. El proceso
secundario más habitual es un proceso biológico en
el que se facilita que bacterias aerobias* digieran la materia
orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele hacer
llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques
en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos
(microorganismos).
Estos
tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación que
garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los
microorganismos. Posteriormente se conduce este líquido a
tanques cilíndricos, con sección en forma de tronco
de cono, en los que se realiza la decantación de los
lodos. Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas
menos
impurezas.
Tratamientos
másࡶanzados.- Consisten en
procesos físicos y químicos especiales con los que
se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos:
fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados,
virus, compuestos orgánicos, etc. Es un tipo de
tratamiento más caro que los anteriores y se usa en casos
más especiales: para purificar desechos de algunas
industrias, especialmente en los países más
desarrollados, o en las zonas con escasez de agua que necesitan
purificarla para volverla a usar como potable, en las zonas
declaradas sensibles (con peligro de eutrofización) en las
que los vertidos deben ser bajos en nitrógeno y
fósforo,
etc.
Figura 5. Niveles de |
En el
funcionamiento de una EDAR (estación depuradora de agua)
se suelen distinguir dos grandes
líneas:
Línea
de agua.- Es el conjunto de los procesos (primarios, secundarios,
etc.) que depuran el agua propiamente dicha. Comenzaría
con el agua que entra a la depuradora y terminaría en el
agua vertida al río o al
mar.
Línea
de fangos.- Está formada por el conjunto de procesos a los
que se somete a los fangos (lodos) que se han producido en la
línea de agua. Estos lodos son degradados en un digestor
anaeróbico* (o en otra forma similar), para ser
después incinerados, usados como abono, o depositados en
un
vertedero.
En una
planta depuradora también se generan, además de los
lodos, otros residuos (arenas, grasas, objetos diversos separados
en el pre tratamiento y en el tratamiento primario) que deben ser
eliminados adecuadamente. Se suelen llevar a vertederos o
similares.
Tratamientos
especiales:६iminación de N y
P
En los
casos en los que las aguas que salen de la EDAR se vierten a
ecosistemas en peligro de eutrofización es importante
eliminar los nutrientes (P y N) que estas aguas pueden llevar,
para no aumentar la intensidad de ese
proceso.
Para
eliminar fósforo se suelen pasar las aguas por un reactor
"anaerobio" que facilita una mayor asimilación de ese
elemento por las
bacterias.
Así
se llega a eliminar el 60 – 70% del fósforo. Si esto no es
suficiente se complementa con una precipitación
química forzada por la adición de sulfato de
alúmina o cloruro
férrico.
La
eliminación de nitrógeno se hace en varias fases.
En primer lugar, durante el tratamiento biológico
habitual, la mayor parte de los compuestos orgánicos de
nitrógeno se convierten en amoniaco
(amonificación).
A
continuación hay que conseguir que el amoniaco se
convierta a nitratos (nitrificación) por la acción
de bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) que son
aerobias.
Este
proceso de nitrificación necesita de reactores de mucho
mayor volumen (unas cinco o seis veces mayor) que los necesarios
para eliminar carbono orgánico. Las temperaturas bajas
también dificultan el proceso (a 12ºC el volumen debe
ser el doble que a
18ºC).
A
continuación se procura la eliminación de los
nitratos en el proceso llamado des
nitrificación.
Para esto
se usan bacterias en condiciones anaerobias que hacen reaccionar
el nitrato con parte del carbono que contiene el agua que
está siendo
tratada.
Como
resultado de la reacción se forma CO2 y N2 que se
desprenden a la atmósfera. Para llevar a cabo estos
procesos hacen falta reactores de gran volumen, aireación
de grandes masas de agua y recirculación de fangos que
complican y encarecen todo el proceso de
depuración.
Otros
sistemas de
depuración
Para lograr
una depuración suficiente de las aguas residuales de
pequeñas comunidades no es necesario acudir a la
instalación de EDAR capaces de realizar complejos
tratamientos. Otros métodos pueden ser suficientemente
eficaces y mucho más rentables.
Así:à ¼/font>
Fosa
séptica.- Cámaras cerradas en la que los
contaminantes sedimentan y
fermentan.Lecho
bacteriano (depósito lleno de árido), zanjas o
pozos filtrantes o filtros de arena.- Todos ellos facilitan
la formación de películas de bacterias sobre
los cantos o partículas filtrantes que realizan la
descontaminación.
Anaerobio:
elimina hasta el 50% el
DBOAerobio:
con posible proceso anaerobio
despuésFiltro
verde: plantación forestal en la que se riega con
aguas
residuales.Contactores
biológicos rotativos.- Sistemas mecánicos que
facilitan la actuación de las bacterias des
contaminantes.
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
nocivo.
Contaminación
Agentes
patógenos.- Bacterias, virus, protozoarios,
parásitos que entran al agua proveniente de desechos
orgánicos.
Virus:
Un virus (de la palabra latina virus, toxina o
veneno) es una entidad biológica que para replicarse
necesita de una célula huésped. Cada
partícula de virus o virión es un agente
potencialmente patógeno compuesto por una cápside
(o cápsida) de proteínas que envuelve al
ácido nucléico, que puede ser ADN o ARN. La forma
de la cápside puede ser sencilla, típicamente de
tipo helicoidal o icosaédrica (poliédrica o casi
esférica), o compuesta, típicamente comprendiendo
una cabeza y una
cola.
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