CAPITULO 1

CAPITULO 1

TABLA DE CONTENIDO

El agua en la naturaleza

Composicin qumica

Ciclo hidrolgico

Presentacin del agua

Agua pura

Agua cruda

Agua potable

Agua contaminada

Agua atmosfrica

Agua superficial

Agua subterrnea

Contaminacin del agua

Contaminacin natural

Contaminacin artificial

Primer tipo

Segundo tipo

Tercer tipo

Caractersticas del agua

Caractersticas fsicas

Turbiedad

Color

Olor y sabor

Temperatura

Caractersticas qumicas

Ph

La acidez

La alcalinidad

La dureza

Oxgeno

Caractersticas bacteriolgicas (o microbiolgicas)

PRESENTACION

Se ha considerado de gran importancia iniciar el curso de Operacin y Mantenimiento de Plantas, con este captulo sobre el agua y sus caractersticas, porque en ella se presentan elementos bsicos necesarios que conllevan al mejor entendimiento del contenido de otros temas que se abordarn ms adelante, como son los que se refieren a los procesos de tratamiento. Adems, porque ayuda a que el operador tome cada vez ms conciencia de lo que significa el agua para la salud del hombre.

OBJETIVOS

Al finalizar el estudio de esta Unidad, los participantes estarn en capacidad de

Describir el ciclo hidrolgico.

Enumerar las causas de contaminacin del agua.

Definir las caractersticas del agua.

EL AGUA EN LA NATURALEZA

COMPOSICION QUIMICA

El agua es un compuesto qumico formado por dos tomos de Hidrgeno y uno de O: frmula de la molcula le confiere propiedades fsicas y qumicas muy especiales. Propiedades ms importantes se anota la alta capacidad para disolver otros compuestos razn se dice que es el disolvente universal. .

Fig. 1. Composicin qumica del agua

Esta caracterstica hace que el agua no se encuentre qumicamente pura en la naturaleza. Siempre se encuentran en ella compuestos disueltos o en suspensin.

El agua se encuentra en el aire que respiramos, en el suelo, en los ros, quebradas, lagos, el mar, las nubes y nuestro cuerpo

Los tres estados en los que se encuentra el agua son el Lquido, Slido o Gaseoso. En estado lquido en los ros, mares, lluvia, lagos, en estado slido en los polos, en las cumbres de los nevados y en estado gaseoso en la atmsfera

CICLO HIDROLOGICO

La cantidad de agua existente en el planeta es aproximadamente constante, aunque siempre est en movimiento cambiando de estado y de lugar, siempre en continuo movimiento, lo que se denomina como el ciclo hidrolgico del agua.

Los estados del agua estn relacionados entre si por un ciclo continuo de evaporacin, transpiracin (de plantas, animales), condensacin (nubes) precipitacin (lluvia), escorrenta e infiltracin

El agua se precipita en forma de lluvia, nieve o granizo, al caer sobre la superficie de la tierra, SE escurre superficialmente y se va a las cunetas y alcantarillas de las calles, a los ros, lagos; es e agua que toma el nombre de escorrenta.

Otra parte del agua se infiltra en el subsuelo, alimentando a los depsitos de agua subterrnea a la superficie a travs de manantiales o nacimientos.

Las plantas absorben por medio de sus races el agua contenida en la humedad del suelo y la devuelven a la atmsfera en forma de vapor de agua a travs de la transpiracin que se efecta en sus hojas.

Figura Ciclo hidrolgico

La transpiracin de las plantas y animales as como la evaporacin del agua superficial, inician nuevamente el ciclo

El agua se precipita en forma de lluvia, nieve o granizo, al caer sobre la superficie de la tierra, se escurre superficialmente y se va a las cunetas y alcantarillas de las calles, a los ros, lagos; es el agua que toma el nombre de escorrenta.

Otra parte del agua se infiltra en el subsuelo, alimentando a los depsitos de agua subterrnea a la superficie a travs de manantiales o nacimientos.

Las plantas absorben por medio de sus races el agua contenida en la humedad del suelo y la devuelven a la atmsfera en forma de vapor de agua a travs de la transpiracin que se efecta en sus hojas.

PRESENTACION DEL AGUA

Considerando las consecuencias del uso del agua lquida sobre la salud, conviene definirla en diversas formas de presentacin en la naturaleza.

En seguida nos referimos a cada una de estas presentaciones:

AGUA PURA

Es el agua qumicamente pura, sin compuestos disueltos o en suspensin. Dada su alta capacidad para disolver a otros compuestos, el agua no se encuentra pura en la naturaleza.

AGUA CRUDA

As se denomina el agua que no ha sido sometida a ningn proceso de tratamiento.

AGUA POTABLE

Es el agua adecuada para el consumo por sus caractersticas fsicas, qumicas y bacteriolgicas. No afecta la salud del hombre, no produce rechazo y no ocasiona dao a las tuberas y otros materiales.

AGUA CONTAMINADA

Es el agua que ha recibido bacterias o sustancias txicas que la hacen inadecuada para la bebida v el aseo corporal, an cuando su apariencia sea la de agua limpia.

En ocasiones contiene desechos humanos, industriales y otros provenientes de la polucin del medio. En este caso se le denomina agua poluida.

AGUA ATMOSFERICA

Esta presente en la atmsfera en varias formas

Gaseosa como vapor de agua.

Lquida: Como la lluvia

Slida: Como los cristales de hielo que forman la nieve y el granizo.

En la atmsfera permanecen enormes cantidades de vapor que luego se convierten en agua lluvia

AGUA SUPERFICIAL

Es el agua de los manantiales, quebradas, ros, lagos, embalses, mares y ocanos, que cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre; el 1% de esta cantidad corresponde al agua dulce, la cual es indispensable para satisfaces nuestras necesidades corporales

AGUA SUBTERRANEA

Es el agua que se infiltra en el suelo formando depsitos o almacenamientos, se capta a travs de pozos o aljibes.

CONTAMINACION DEL AGUA

En sus distintos estados, el agua recibe dos tipos de contaminacin de acuerdo con las causas que la producen

Orgenes de la contaminacin del agua

Contaminacin Natural

Contaminacin Artificial (producida por el hombre)

Nos referimos a cada una de ellas.

CONTAMINACIN NATURAL

El agua lluvia al caer recoge del aire, partculas de polvo y gases; una vez en el suelo escurre por la superficie y arrastra materia orgnica e inorgnica. Lo mismo ocurre si sta se infiltra por suelo.

Materia orgnica es aquella que proviene de organismos vivos.

Materia inorgnica es aquella compuesta de elementos como minerales, productos qumicos etc.

Puede ser producida como consecuencia del deterioro de las cuencas hidrogrficas: deforestacin y sobrexplotacin, producindose prdida del suelo, erosin, derrumbes y desplomes.

El agua tambin incorpora gases que permiten diferentes formas de vida. Es el caso por ejemplo del oxgeno disuelto, en el agua, indispensable para la vida de los peces, plantas acuticas y dems seres que viven en el agua.

CONTAMINACIN ARTIFICIAL

Figura 3. Orgenes de la contaminacin del agua

Durante nuestra actividad diaria se descargan en el agua diversos tipos de elementos y sustancias que la contaminan, a saber:

Primer Tipo

Aguas residuales domsticas (materia fecal, grasas, jabn, detergentes, limpiadores)

Residuos slidos o basuras (papel, residuos vegetales, sobras de comida, latas, vidrios, telas, residuos de productos qumicos usados en las viviendas).

Segundo Tipo

Residuos de tipo industrial como:

Las aguas de lavado de minas de carbn, fbricas de cermica o ladrilleras, jabones y detergentes empleados en el uso domstico y bolsas de plstico.

Lodos provenientes de las plantas de purificacin de agua, minas de sal, cerveceras, mataderos, lecheras, gallineros, marraneras, trapiches, etc.; las cuales al ser vertidas en quebradas, ros, lagos y mares causan contaminacin de sus aguas.

Tercer Tipo

Productos agrcolas como:

Fertilizantes, matamalezas, herbicidas y pesticidas que se utilizan para mejorar el rendimiento y la calidad de las cosechas.

CARACTERSTICAS DEL AGUA

Las sustancias que contaminan el agua se presentan en una de estas formas:

Slidos gruesos flotantes.

Slidos fcilmente sedimentables

Slidos muy finos en suspensin en el agua (coloides:

Slidos disueltos.

La presencia y concentracin de los slidos en el agua dependen de las caractersticas de la cuenca (vegetacin, suelos, estado) y del tiempo (invierno, verano).

Estos tipos de slidos determinan tres tipos de caractersticas que veremos a continuacin.

CARACTERSTICAS FSICAS

Se denominan fsicas porque pueden ser detectadas por medio de los sentidos, lo cual implica que tienen incidencia directa sobre las condiciones estticas del agua, es decir, en su buena presentacin.

Las caractersticas fsicas del agua son:

Turbiedad

La turbiedad es el fenmeno ptico que puede medirse por la mayor o menor resistencia del agua al paso de la luz.

Se debe a partculas qu8'estando en suspensin, como los coloides, le dan al lquido la capacidad de dispersar la luz. Por ejemplo, tierras finamente divididas.

La turbiedad debe tenerse en cuenta para la presentacin del agua, pero adems es importante la desinfeccin, ya que en esas partculas en suspensin se esconden pequeos organismos que se protegen del desinfectante.

Color

Es en importancia, la segunda caracterstica fsica del agua, puede estar ntimamente ligado a la turbiedad, se presenta como una caracterstica independiente de ella.

El color se debe a diferentes componentes de la materia mineral y vegetal en descomposicin; cuando se encuentran disueltos, reciben el nombre de color verdadero.

Si adems hay presencia de arcillas o arenas que enturbien el agua, se le denomina color aparente.

Olor y Sabor

El olor y sabor del agua son producidos, fundamentalmente por algas, materia orgnica en descomposicin, desechos industriales y sales de diferentes orgenes.

Temperatura

La temperatura del agua est determinada por mltiples factores:

La temperatura afecta la velocidad de las reacciones qumicas, amplifica olores y sabores.

La temperatura del agua tiene incidencia en la presentacin. Se dice que el agua es fresca cuando esta a unos 5C por debajo de la temperatura del lugar.

Es importante tenerla en cuenta por que de ella dependen el tipo de organismos que puedan desarrollarse en el agua.

En igual forma, de ella dependen: la cantidad de gases disueltos, la desinfeccin con cloro y las condiciones de tratamiento

CARACTERISTICAS QUMICAS

Para el efecto de nuestro anlisis se tienen en cuenta los siguientes parmetros:

PH (pehache)

Es importante considerar el pH del agua, porque tiene efecto sobre los procesos de tratamiento y se relacin con la obstruccin y deterioro de las redes de acueducto.

Adems el Ph determina las reacciones qumicas afectando, por ejemplo, el proceso de desinfeccin con cloro.

Las actividades biolgicas se desarrollan en un intervalo de ph entre el 6 y 8

Que es el Ph

Es la intensidad de acidez y /o alcalinidad de una muestra de agua y se evala por una escala de valores

Ph = 7:

Ph > 7:

Ph < 7:

Ph >9:

Ph < 5:

Aguas neutras, ni cidas ni alcalinas

Aguas alcalinas o bsicas

Aguas cidas

Muy alcalinas o fuertemente alcalinas

Muy cidas

Si el Ph del agua se encuentra entre 6.5 y 9.0 se considera aceptable para los procesos de tratamiento.

La mayora de las aguas superficiales que se encuentran dentro de este rango, una buena desinfeccin y reduccin de los problemas de corrosin.

Se entiende entonces, que el factor pH no es tan importante desde el punto de vista de salud, como lo es desde el econmico.

La Acidez

La acidez del agua es una medida de la cantidad total de sustancias cidas presentes en ella, expresadas como carbonato de calcio equivalente.

La Alcalinidad

La alcalinidad del agua se mide por su capacidad para neutralizar cidos.

En aguas naturales la alcalinidad se debe principalmente a la disolucin de rocas calizas

La alcalinidad es importante en el tratamiento del agua porque reacciona con coagulantes para favorecer la floculacin, uno de los procesos de tratamiento de agua que veremos ms adelante.

Tiene incidencia sobre el carcter incrustante que pueda tener en el agua y si est presente en altas cantidades tiene efecto sobre el sabor y la turbiedad.

Un alto valor de la alcalinidad hace que el agua produzca efectos destructivos en las tuberas de acueducto, como el fenmeno de incrustacin, lo que adems disminuye la capacidad de transporte de las tuberas.

La Dureza

Aguas duras son las que no permiten que se disuelva el jabn, es decir, no dejan hacer espuma. La dureza afecta procesos industriales y en algunos casos puede dar sabor al agua. Cuando las aguas son muy suaves o blandas disuelven rpidamente el jabn.

Oxgeno disuelto

Las aguas limpias estn saturadas de oxgeno disuelto; si a estas aguas se les descargan residuos orgnicos se les agota el oxgeno disuelto. El oxgeno en el agua permite la existencia de peces y plantas, y da sabor agradable al agua.

CARACTERSTICAS BACTERIOLGICAS (O MICROBIOLGICAS)

Las aguas naturales tienen asociados una serie de organismos que son habitantes normales en ella; tal es el caso de peces, moluscos, plancton, protozoos, bacterias, virus, entre otros.

Debido a la contaminacin producida por el hombre, las aguas pueden contener algunos microorganismos perjudiciales para la salud, tales como:

Virus

Bacterias

Protozoos

La determinacin de la presencia de agua en estos organismos es difcil y poco prctica para realizarla como actividad de rutina

A travs de los anlisis bacteriolgicos se determina el riesgo que involucra consumir el agua. Los anlisis bacteriolgicos en el agua buscan determinar el nivel de bacterias coliformes.

Las bacterias coliformes no son nocivas para la salud, son habitantes normales del tracto intestinal del hombre y de los animales y en cada deposicin se encuentran en grandes cantidades. Estas caractersticas hacen que se les considere como indicadores de la calidad bacteriolgica del agua.

Cuando se realiza un anlisis bacteriolgico en el agua y se encuentra presencia de coniformes, se deduce que existe contaminacin por materia fecal y es probable que existan otras bacterias, protozoos o virus nocivos.

En conclusin el agua que tiene coniformes no es apta para el consumo humano

La calidad bacteriolgica se expresa como nmero ms probable (NMP) en 100 mililitros de agua o en unidades formadoras de colonias (ufc).Juan Oribe Stemmer - Nos encontramos en el Ao Mundial del Agua Dulce. Ello debera impulsar un intercambio de ideas sobre cmo mejor cuidar tan vital elemento.

AGUA VITAL

La Asamblea General de las Naciones Unidas declar el 2003 como Ao Mundial del Agua Dulce. Su intencin es concentrar la atencin pblica mundial en un elemento vital para la supervivencia, la seguridad y el progreso de la humanidad.

Alrededor de 800 millones de personas habitan zonas ridas o semiridas donde el agua es escasa o inaccesible. La demanda mundial por agua continuar creciendo en las prximas dcadas, como resultado del aumento cuantitativo de la poblacin mundial y de importantes cambios cualitativos producidos por el desarrollo econmico y social. La poblacin mundial pas de 2.550 millones de habitantes, en 1950, a 6.078 millones en el ao 2000, y se estima que llegar a los 7.835 millones para el 2025. En la actualidad, la mayor parte del agua extrada por el ser humano est destinada a la agricultura, pero se anticipa un incremento significativo en la demanda industrial (la cual podra pasar de los 752 kilmetros cbicos anuales de hoy en da a unos 1.170 para el 2025). Para ese momento, dos tercios de la poblacin mundial habitar en regiones con dificultades para el suministro de agua.

Todo ello constituye un desafo global formidable. Es muy natural sentir simpata y preocupacin por las regiones que padecen dificultades crticas para satisfacer la demanda por agua dulce de sus habitantes. Pero, al definir las estrategias para el manejo racional del agua dulce es imprescindible tener presente la situacin particular y los desafos concretos que enfrenta nuestro continente, Amrica del Sur, nuestra regin, la Cuenca del Plata, y nuestro pas, el Uruguay.

El agua dulce es un elemento de caractersticas muy especiales: es un bien de uso comn, limitado, renovable, con mucha frecuencia compartido y cuyo uso puede conducir a conflictos de intereses.

Las fuentes de agua dulce siempre han sido consideradas como un bien que, por sus propias caractersticas no puede ser objeto de propiedad por las personas y que debe encontrarse sujeto a un marco jurdico especial para asegurar su conservacin y racional aprovechamiento. Otro factor importante es que el suministro del agua muchas veces se encuentra lejos de los puntos de consumo, lo que hace necesario realizar obras para su transporte, almacenamiento y distribucin.

En 1968, un economista norteamericano, Garrett Hardin, en un artculo titulado "La tragedia de los bienes comunes", seal que las cosas que no tienen un propietario, sino que pertenecen, indivisas y en comn, a una determinada comunidad, estn condenadas a ser sobre-explotadas y agotadas. Cada persona procurar a extraer para s el mximo provecho posible de la explotacin del bien comn por ejemplo de una fuente de agua o de una pesquera sin sentirse motivado a administrarlo racionalmente. El resultado generalmente ser el agotamiento del recurso.

El control y la administracin del agua, considerada como un res communis, se encuentra en la base de muchas de las grandes civilizaciones antiguas; basta recordar el caso de la Mesopotamia, los sistemas de regado de los aztecas y las enormes obras pblicas emprendidas por los romanos. En algunas regiones todava funcionan y muy bien instituciones creadas hace muchos siglos por los vecinos del lugar para administrar la limitada agua disponible. Tal es el caso de las huertas de Valencia, en el Sur de Espaa, que se remontan a la poca de la dominacin rabe. Al mismo tiempo, lo sucedido recientemente en Canad, con la pesquera del bacalao del Atlntico norte, demuestra como an las sociedades ms ricas y avanzadas pueden equivocarse en la administracin de un recurso comn y, sin realmente desearlo, causar su depredacin y agotamiento.

La naturaleza de bien comn de los recursos de agua dulce ha planteado desde siempre importantes desafos para su manejo racional y sustentable. A ello es necesario agregarle otras dos caractersticas: se trata de un elemento limitado y renovable. Pero esta es otra historia...

www.senavirtual.edu.coNoviembre de 2003Pagina - 1