E.A.P. INGENIERIA HIDRULICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA E.A.P. INGENIERIA HIDRULICA

ContenidoINTRODUCCION2OBETIVOS3OBJETIVO GENERAL:3OBJETIVOS ESPECIFICOS:3MARCO TEORICO41.QUE ES CONTAMINACIN?42.CLASIFICACION DE LA CONTAMINACION42.1.CONTAMINACION DEL AGUA42.2.PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA52.3.INDICADORES DE CONTAMINACION DEL AGUA72.4.EFECTOS DE LA CONTAMINACIN DEL AGUA EN LA SALUD:103.TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS103.1. CONCEPTO DE TRATAMIENTO103.2 TRATAMIENTO DE AGUA DE RIO PARA CONSUMO HUMANO113.2. TRATAMIENTO DE AGUAS SUBTERRANEAS191.QU ES BIORREMEDIACIN?232.QU ORGANISMOS SON CAPACES DE BIORREMEDIAR?243.QU TIPOS DE CONTAMINANTES SE PUEDEN ELIMINAR POR BIORREMEDIACIN?244.FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR EL PROCESO DE BIORREMEDIACIN25FACTORES MEDIOAMBIENTALES:25FACTORES FISICOQUMICOS:26FACTORES BIOLGICOS:265.TIPOS DE BIORREMEDIACIN27A.REMEDIACIN MICROBIANA27B.DEGRADACIN ENZIMTICA28a.ATENUACIN NATURAL29b.IN SITU29c.EX SITU30A.BIORREMEDIACIN DE HIDROCARBUROS30B.BIORREMEDIACION DE METALES PESADOS32CONCLUSION33BIBLIOGRAFIA33

INTRODUCCIONLa contaminacin hdrica o contaminacin del agua es una modificacin de esta, generalmente provocada por el ser humano, que la vuelve impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, as como para los animales y la vida natural y cotidiana.[]Si bien la contaminacin de las aguas puede provenir de fuentes naturales (como, por ejemplo, la ceniza de un volcn)[] la mayor parte de la contaminacin actual proviene de actividades humanas. El desarrollo y la industrializacin suponen un mayor uso de agua, una gran generacin de residuos, muchos de los cuales van a parar al agua y el uso de medios de transporte fluvial y martimo que en muchas ocasiones, son causa de contaminacin de las aguas. Las aguas superficiales son en general ms vulnerables a la contaminacin de origen antropognico que las aguas subterrneas, por su exposicin directa a la actividad humana. Por otra parte una fuente superficial puede restaurarse ms rpidamente que una fuente subterrnea a travs de ciclos de escorrenta estacionales. Los efectos sobre la calidad sern distintos para lagos y embalses que para ros, y diferentes para acuferos de roca o arena y grava.

OBETIVOSOBJETIVO GENERAL:-El objetivo principal de este trabajo para nosotros como estudiantes es conocer acerca de la problemtica de la contaminacin del agua y sus diferentes formas de tratamiento.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:-Conocer los lmites mximos permisibles del agua.-Conocer las diferentes dosificaciones del agua para su tratamiento.

MARCO TEORICO1. QUE ES CONTAMINACIN?La Contaminacin se denomina a la presencia en el ambiente de cualquier agente qumico, fsico o biolgico nocivos para la salud o el bienestar de la poblacin, de la vida animal o vegetal.2. CLASIFICACION DE LA CONTAMINACION2.1. CONTAMINACION DEL AGUADesde que el agua surge de las nubes, hasta que finalmente vuelve otra vez a ellas por evaporacin, el agua condiciona la vida de todos los seres vivos. Es el mejor regalo que nos da la naturaleza. La estructura molecular del agua es dipolar, con una constante dielctrica muy alta , superior a cualquier otro lquido, es por esto que tiene la propiedad de disolver cualquier sustancia, aunque sea en cantidades infinitamente pequeas, esto es la causa de que el agua no sea casi nunca qumicamente pura, suele llevar siempre sustancias disueltas (Slidos y sales).

En general el agua contiene siempre algunos iones hidrgeno, lo que le confiere un Ph ligeramente inferior a 7.Dado su gran poder disolvente, comienza a degradarse al ir disolviendo y arrastrando, ya en su camino en la atmsfera, sustancias en ella presentes, y continua posteriormente su contaminacin al discurrir por la superficie terrestre e infiltrarse en el terreno, formando las agua subterrneas, continuando la incorporacin de sustancias que le confieren unas caractersticas tpicas (en algunos casos positivas),dependientes de estos terrenos, constituyendo lo que podemos llamar el agua natural (si en la atmsfera no hubiese disuelto nada).

Las caractersticas de este agua natural, generalmente aguas superficiales, pueden llegar a ser tales por problemas de contaminacin artificial o inducida, que el tratamiento convencional de potabilizacin no pueda devolverla a las condiciones necesarias para el consumo humano.Si bien las grandes epidemias de pocas pasadas, tales como el clera y las fiebres tifoideas, motivadas por el consumo de agua en no buenas condiciones sanitarias, quedan ya bastante lejanas y olvidadas y fueron dominadas al mejorar las condiciones de suministro de agua, no lo es as en todas las reas pobladas de nuestro planeta. Hay lugares donde an hoy, abrir un grifo y obtener agua es impensable.

Ms de 1.200 millones de personas consumen agua sin garantas sanitarias. Cada ao mueren en nuestro planeta (en los pases subdesarrollados), cinco millones de personas (tres millones de nios) por culpa del agua contaminada y no tener acceso a agua sanitariamente limpia.Sin llegar a estos extremos, sigue siendo desgraciadamente posible en pases desarrollados, que el agua destinada a la potabilizacin, contenga algunas otras sustancias ciertamente perjudiciales, como pueden ser: elevados contenidos de materias orgnicas e inorgnicas, micropoluantes minerales, constituidos por elementos txicos como metales pesados, procedentes de desechos industriales, u orgnicos procedentes de la utilizacin de detergentes, pesticidas, insecticidas, hidrocarburos, tanto de desechos industriales, como arrastrados por las aguas pluviales sobre terrenos agrcolas y urbanos; microorganismos diversos, algunos de ellos desarrollados en las propias redes de abastecimiento, que no cuentan con un contenido eficaz de desinfectante residual, o cistos y oocistos de ciertos protozoos no destruidos por los productos de desinfeccin de las plantas de tratamiento, siendo a la vez tan pequeos que pueden llegar a escaparse de los procesos de coagulacin, decantacin, filtracin (por ejemplo oocistos y cistos de Criptosporidium y Giardia), e incluso contaminantes, como los subproductos originados como consecuencia de la propia desinfeccin del agua, cada vez ms cuestionados.

2.2. PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUASegn la Organizacin Mundial de la Salud (OMS), el agua est contaminada cuando su composicin se haya alterado de modo que no rena las condiciones necesarias para ser utilizada beneficiosamente en el consumo del hombre y de los animales. En los cursos de agua, los microorganismos descomponedores mantienen siempre igual el nivel de concentracin de las diferentes sustancias que puedan estar disueltas en el medio. Este proceso se denomina auto depuracin del agua. Cuando la cantidad de contaminantes es excesiva, la autodepuracin resulta imposible.Los principales contaminantes del agua son los siguientes: Microorganismos patgenos: tales como bacterias, virus, protozoarios, parsitos que entran al agua provenientes de desechos orgnicos, que incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aerobias.

Desechos orgnicos: son el conjunto de residuos orgnicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aerbicas, es decir en procesos con consumo de oxgeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferacin de bacterias agota el oxgeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxgeno. Buenos ndices para medir la contaminacin por desechos orgnicos son la cantidad de oxgeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biolgica de Oxgeno).

Sustancias qumicas inorgnicas: en este grupo estn incluidos cidos, sales y metales txicos como el mercurio y el plomo. Si estn en cantidades altas pueden causar graves daos a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrcolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.

Nutrientes vegetales inorgnicos: Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofizacin de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxgeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.

Compuestos orgnicos: Muchas molculas orgnicas como petrleo, gasolina, plsticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos perodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difciles de degradar por los microorganismos.

Sedimentos y materiales suspendidos: Muchas partculas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensin en las aguas, son, en trminos de masa total, la mayor fuente de contaminacin del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentacin o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, ras y puertos.

Sustancias radiactivas: Istopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas trficas, alcanzando concentraciones considerablemente ms altas en algunos tejidos vivos que las que tenan en el agua. Procedentes de los residuos producidos por la minera y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, mdico y cientfico de materiales radiactivos.

Contaminacin trmica: El agua caliente liberada por centrales de energa o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ros o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxgeno y afecta a la vida de los organismos.

Nutrientes vegetales: que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuticas. stas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxgeno disuelto y producen olores desagradables.

Sedimentos: formados por partculas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentas desde las tierras de cultivo, los suelos sin proteccin, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.

Vertimiento de aguas servidas: La mayor parte de los centros urbanos vierten directamente los desages (aguas negras o servidas) a los ros, a los lagos y al mar. Los desages contienen excrementos, detergentes, residuos industriales, petrleo, aceites y otras sustancias que son txicas para las plantas y los animales acuticos. Con el vertimiento de desages, sin previo tratamiento, se dispersan agentes productores de enfermedades (bacterias, virus, hongos, huevos de parsitos, amebas, etc.).

Vertimiento de basuras y desmontes en las aguas: Es costumbre generalizada en el pas el vertimiento de basuras y desmontes en las orillas del mar, los ros y los lagos, sin ningn cuidado y en forma absolutamente desordenada. Este problema se produce especialmente cerca de las ciudades e industrias. La basura contiene plsticos, vidrios, latas y restos orgnicos, que o no se descomponen o al descomponerse producen sustancias txicas (el hierro produce xido de hierro), de impacto negativo.

Vertimiento de relaves mineros: Esta forma de contaminacin de las aguas es muy difundida y los responsables son los centros mineros y las concentradoras. Los relaves mineros contienen fierro, cobre, zinc, mercurio, plomo, arsnico y otras sustancias sumamente txicas para las plantas, los animales y el ser humano. Otro caso es el de los lavaderos de oro, por el vertimiento de mercurio en las aguas de ros y quebradas.

Vertimiento de productos qumicos y desechos industriales: Consiste en la deposicin de productos diversos (abonos, petrleo, aceites, cidos, soda, aguas de formacin o profundas, etc.) provenientes de las actividades industriales.

Ruido de construcciones martimas, barcos y pozos petroleros: producen ondas sonoras no naturales que afectan la forma de vida de animales que se comunican por medio de la ecolocacin como la ballena y el delfn.

2.3. INDICADORES DE CONTAMINACION DEL AGUA

INDICADORES FSICO-QUMICOS:

Slidos totales (residuo de evaporacin): comprende la materia (orgnica e inorgnica) disuelta, coloidal y en suspensin; el residuo seco delagua potabledebe ser igual o inferior a 1500 mg/litro.

Color: el agua potable debe ser incolora; las aguas residuales domsticas tienen un color entre gris y negro; las aguas residuales industriales pueden tenercoloresmuy variados.

Olor: el agua potable debe ser inodora (la desinfeccin con derivados del cloro confiere cierto olor caracterstico); las aguas residuales domsticas tienen un olor desagradable; las aguas residuales industriales pueden tener olores desagradables; el sabor del agua est relacionado con su olor.

Temperatura: influye en el desarrollo de la vida acutica, el oxgeno disuelto y la velocidad de lasreacciones qumicasy bioqumicas.

Turbidez: depende de la cantidad de slidos en suspensin; es mayor cuanto mayor es lacontaminacin del agua.

pH: mide la concentracin de hidrogeniones; pH del agua potable entre 6,5-8,5; un pH elevado (superior a 7) indica baja concentracin de hidrogeniones y alcalinidad; un pH inferior a 7 indica alta concentracin de hidrogeniones y acidez; las modificaciones del pH influyen en las biocenosis de losecosistemasacuticos.

Conductividad: vara con la temperatura y depende de la concentracin de sustancias disueltas; las salesmineralesaumentan la conductividad y la materia orgnica la disminuye; se mide en microsiemens por cm (400 para el agua potable).

INDICADORES DE CONTAMINACIN ORGNICA:

Carbonoorgnico total (COT): mide la cantidad de compuestos orgnicos, naturales o sintticos; expresa en mg/litro la cantidad de dixido de carbono producido en lacombustinde unamuestraa 950 C.

Demandabioqumicade oxgeno (DBO): mide la cantidad de materia orgnica biodegradable; se determina midiendo la cantidad de oxgeno consumido por los microorganismos cuando utilizan la materia orgnica como fuente de energa para sumetabolismo; losensayosse realizan durante 5 das a una temperatura constante de 20 C y el resultado se expresa en mg/litro; la DBO del agua potable no debe exceder los 2 mg/litro; se trata de unmtodobiolgico cuyos resultados pueden alterarse por la presencia de sustancias reductoras (sulfuros, sulfitos,hierroferroso, etc.) y de txicos para la flora microbiana.

Demandaqumicade oxgeno (DQO): indica la cantidad de contaminantes que pueden oxidarse mediante un oxidante qumico (dicromato potsico, etc.); estos contaminantes pueden ser materia orgnica e inorgnica; se expresa en mg de oxgeno por litro.

Nitrgeno total (NT): mide el nitrgeno de loscompuestos orgnicosnitrogenados naturales (protenas, pptidos, aminocidos) y sintticos (oxinas, hidracina, etc.) y el nitrgeno de nitratos y nitritos; se expresa en mg/litro.Otros indicadores: nitrgeno amoniacal, nitratos y nitritos (en mg/litro.)

INDICADORES MICROBIOLGICOS:

Coliformes: bacterias aerbicas y anaerbicas facultativas gram-negativas, no esporuladas, con forma de bacilo, que fermentan la lactosa formando cido ygasa las 48 h de ser cultivadas en caldo lactosado a 35 C; en estegrupose encuentran bacterias no entricas y entricas (principalmente Escherichia coli); los coliformes sirven como indicadores de contaminacin fecal y del nivel de saneamiento de las aguas (un agua potable tendr 0 para el 95% de las muestras analizadas).

Estreptococos fecales: conjunto de estreptococos que poseen elantgeno D de Lancefield (Streptococcus faecalis, S. durans, S. bovis, etc.) conocidos tambin como enterococos al formar parte de la flora intestinal; son indicadores de la contaminacin fecal (0 por 100 en el agua potable).

Otras determinaciones: esporas de Clostridium sulfito-reductores, presencia de Clostridium perfringens, bacterifagos fecales, microorganismos patgenos (cuando se producen brotes de enfermedades de transmisin hdrica); la presencia de bacterias del gen. Leptospira (patgenas parael hombrey los animales) indica contaminacin por deyecciones animales.

OTROS INDICADORES:

Elementos no deseables y/o txicos: Al, As, B, Cu, Fe, Mn, Ti, Zn, Sb, Ag, Ba, Cr, Sn, F, Hg, Ni, Pb, Se, etc.

Microcontaminantes orgnicos:hidrocarburosclorados, hidrocarburos aromticos policclicos, aceites ygrasas(pueden ser mayoritarios), mercaptanos, pesticidas, detergentes, cianuros, fenoles, etc.

2.4. EFECTOS DE LA CONTAMINACIN DEL AGUA EN LA SALUD: La contaminacin del agua representa un gran problema de salud Pblica. Los mecanismos de transmisin de las enfermedades pueden ser: a) Directos: Por ingestin de agua contaminada, procedente de abastecimientos de grandes poblaciones o de pozos contaminados. En otros casos es por contacto cutneo o mucoso (con fines recreativos, contacto ocupacional o incluso teraputico) pudiendo originar infecciones locales en piel daada o infecciones sistmicas en personas con problemas de inmunodepresin. b) Indirecto: El agua acta como vehculo de infecciones, o bien puede transmitirse a travs de alimentos contaminados por el riego de aguas residuales. As mismo, los moluscos acumulan gran cantidad de polivirus y pueden ser ingeridos y afectar a los seres humanos. Finalmente, algunos insectos que se reproducen en el agua son transmisores de enfermedades como el paludismo o la fiebre amarilla. La susceptibilidad de las personas a estas infecciones depende de una serie de factores como son: edad, higiene personal, acidez gstrica (representa una barrera para la mayora de los patgenos), la motilidad intestinal (impide la colonizacin intestinal al favorecer la eliminacin de los microorganismos) la inmunidad (desempea un papel importante aumentando o disminuyendo la susceptibilidad).

3. TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS

3.1. CONCEPTO DE TRATAMIENTOEl tratamiento ser aquel conjunto de operaciones que tienen como primera finalidad la eliminacin o reduccin en los niveles de contaminacin tanto en las aguas como en los residuos.

3.2 TRATAMIENTO DE AGUA DE RIO PARA CONSUMO HUMANO

A. CAPTACIN DE MANANTIALES O SUPERFICIALES: Elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del sistema de agua potable en el lugar del afloramiento, se construye una estructura de captacin que permita recolectar el agua, para que luego pueda ser transportada mediante las tuberas de conduccin hacia el reservorio de almacenamiento. La fuente en lo posible no debe ser vulnerable a desastres naturales, en todo caso debe contemplar las seguridades del caso.El diseo hidrulico y dimensionamiento de la captacin dependern de la topografa de la zona, de la textura del suelo y de la clase del manantial; buscando no alterar la calidad y la temperatura del agua ni modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya que cualquier obstruccin puede tener consecuencias fatales; el agua crea otro cauce y el manantial desaparece. Es importante que se incorporen caractersticas de diseo que permitan desarrollar una estructura de captacin que considere un control adecuado del agua, oportunidad de sedimentacin y facilidad de inspeccin y operacin.

B. TIPOS DE CAPTACIN TOMA LATERALLa toma lateral es una obra de captacin superficial y es la ms empleada cuando se trata de captar el agua de un ro. La forma ms simple de concebir una captacin lateral es como una bifurcacin.En primer lugar conviene presentar una breve descripcin de los elementos constituyentes ms frecuentes de una bocatoma de captacin lateral, los que podran clasificarse de la siguiente manera: Elementos de encauzamiento y cierre. Su objeto es elevar el nivel del agua para permitir su ingreso a la toma y al canal de derivacin e impedir el desborde del ro. Elementos de descarga de avenidas. Permiten el paso de las crecidas. Son rganos de seguridad. Elementos de control de sedimentos. Tienen por objeto el manejo de los slidos. Elementos de control del ingreso de agua. Permiten regular la cantidad de agua que ingresa a la derivacin. Elementos de control de la erosin. Permiten disminuir la erosin y la abrasin Elementos estructurales. Son los que dan estabilidad a la obra.La toma lateral, es la estructura de captacin de un sistema de estructuras que acompaan a la toma, como se muestra en la Figura 3.4, el diseo del vertedero lateral consiste en calcular la longitud del vertedero para un caudal de diseo que se pretende tomar de un canal o un ro.Los componentes principales para el diseo de una toma lateral son: Boca de toma: cuya seccin efectiva se determina en funcin del caudal medio diario, el diseo de la reja de proteccin y a los niveles de fluctuacin del curso de agua. El dimensionamiento de la boca de toma se realizar de la misma forma que la sealada para canales de derivacin. Canales/tuberas de conduccin: debe ser calculada en funcin al caudal mximo diario, para el diseo refirase al captulo de aducciones. Obras de encause y proteccin: dependiendo de las caractersticas morfolgicas del lugar de toma, debern construirse ataguas y muros de proteccin y/o encause. Estos aspectos deben ser determinados por el responsable del proyecto con conocimiento pleno del sector de captacin.

Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captacin constar de tres partes: La primera, corresponde a la proteccin del afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda para regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cmara seca que sirve para proteger la vlvula de control. El compartimiento de proteccin de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensin del rea adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando as sellado para evitar la contaminacin. Junto a la pared de la cmara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la cmara y de aquietamiento de algn material en suspensin. La cmara hmeda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de produccin de la fuente.

TOMA DE FONDOSi se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captacin podr reducirse a una cmara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constar de dos partes: La primera, la cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; la segunda, una cmara seca que sirve para proteger las vlvulas de control de salida y desage. La cmara hmeda estar provista de una canastilla de salida y tuberas de rebose y limpia.

C. PRETRATAMIENTO:

CRITERIOS DE DISEO: -SEDIMENTADOR.Estructura que cumple con las mismas funciones que el desarenador, slo que en sta estructura se albergarn a partculas ms pequeas que las tratadas en el desarenador; son de iguales caractersticas.-DESARENADOR.El desarenador tiene por objeto separar del agua cruda: El arena y partculas en suspensin gruesa con el fin de evitar se produzcan depsitos en las obras de conduccin, proteger las bombas de la abracion, y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento.Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas con fines descriptivos: Zona de Entrada.- Consiste en una transicin que une el canal o tubera de llegada de la captacin. Tiene como funcin el conseguir una distribucin ms uniforme de las lneas de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad. Se consideran dos compuertas en la entrada para orientar el flujo hacia la unidad, o hacia el canal de bypass durante la operacin de limpieza. Zona de Desarenacin.- La parte principal de la unidad consiste en un canal en el cual se realizan el proceso de depsito de partculas con pendiente en el fondo para facilitar la limpieza. Zona de salida.- Conformada por un vertedero de rebose diseado para mantener una velocidad que no altere el reposo de la arena sedimentada. Zona de depsito y eliminacin de la arena sedimentada.- constituida por una tolva con pendiente de 10% para impulsar el deslizamiento de la arena hacia un canal de 0.10m de alto por 0.30m de ancho, que facilita su salida a travs de la compuerta de igual seccin hacia la caja de desage. Para el anlisis en la planta de pre tratamiento se tendr en cuenta el dimetro de la partcula para lo cual se analizara de la siguiente manera.

D. TRATAMIENTO:

AFORADOR PARSHALLEstructura que se encarga de controlar los caudales de llegada, la forma en que se determina el caudal es muy directa; slo basta medir el tirante de agua en la garganta del mismo y aplicando una frmula nos da a conocer el caudal; en algunos casos sta misma estructura se usar para realizar la mezcla rpida del floculante con el agua, aprovechando el resalto que en ste se produce. Su diseo est en funcin del caudal con que se disea, estas dimensiones son estndares y se encuentran en tablas.

MEZCLA RAPIDAGeneralmente se compone de una caseta de dimensiones estndar: 1.00 x 1.00 x 1.20 m. a donde llegan las tuberas de conduccin del caudal a tratar; al igual que el Aforador Parshall, aprovechar la turbulencia del agua para realizar la mezcla del floculador y el agua cruda.La dosificacin del floculante cualquiera que sea el utilizado, sa sea Sulfato de Aluminio o Sulfato de Fierro est en funcin de la turbidez y del caudal a tratar. En algunos casos slo ser necesario aplicar Sulfato de Cobre para matar las algas y los microorganismos que el agua lleva consigo; esto se realiza en pocas de verano donde las aguas no llevan material en suspensin excesivo. El anlisis de la turbidez se realiza por el mtodo de jarras y haciendo uso de los Turbidmetros.

FLOCULADORESEn el caso de Floculadores el agua y el elemento qumico reaccionan y las partculas de limo y arcilla se agrupan para decantarse despus en el decantador.Los floculadores se clasifican en:- Hidrulicos- Mecnicos. Floculadores Hidrulicos.- Estn compuestos por una serie de pantallas cuya separacin est en funcin del caudal y de la velocidad de viaje del agua. Estos floculadores a su vez pueden ser: Floculadores Hidrulicos Horizontales.

Ventajas:- Son ms usados para Plantas de Tratamiento pequeas.- No tienen corto circuito; el agua queda retenida- No tiene partes mviles de tal manera que su operacin y mantenimiento son ms simples que los floculadores mecnicos.- Si bien la prdida de carga necesaria para producir un determinado gradiente de velocidad es mayor, no requiere de consumo de energa; lo que es muy ventajoso cuando el flujo llega por gravedad a la planta.- El tiempo de retencin vara de 15 a 20 min.

Desventajas:- Se produce ms prdida de carga y por lo tanto el Gradiente de Velocidad en los giros de 180 de flujo es mayor que en los tramos rectos.- Los tabiques son fijos, producen velocidad constante para cada flujo. Si se combina el caudal, la velocidad tambin cambia.- La longitud del canal y el nmero de tabiques est funcin de la velocidad y del tiempo de retencin y no del gasto el cual slo determina la seccin del canal. Floculadores Hidrulicos Verticales. Floculadores Mecnicos.- Pueden ser: Rotatorios. Recprocos.Estos floculadores necesitan de energa para su funcionamiento lo que los hace ms costosos.DECANTADORESEstructuras encargadas de retener en su fondo los flculos formados al aadirle al agua elementos qumicos para formar los flculos. Tienen las sgtes partes: Zona de Entrada.- Permitir la distribucin uniforme del flujo dentro del decantador. esta zona comprende un vertedero y la cortina de distribucin que puede ser una pantalla de orificios. Zona de Salida.- Conformada por una estructura rectangular con volumen y por consiguiente con longitudes adecuadas para le sedimentacin de los flculos. Zona de Salida.- Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la finalidad de recolectar al afluente sin perturbar la sedimentacin de las partculas. Zona de Recoleccin de Lodos.- Zona conformada por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados, una tubera y una vlvula para una limpieza peridica.Para esta zona se pueden presentar 2 soluciones:- Sedimentador convencional de forma regular y flujo horizontal, muy recomendado por su simplicidad.- Sedimentador laminar de flujo horizontal, cuya ventaja sobre el anterior es la de contar con mayor rea de sedimentacin por M2 de superficie, con lo que se consigue disminuir el tamao de la unidad.

FILTROSLos filtros son las ltimas estructuras que dan un Tratamiento Fsico al agua; estos filtros pueden ser clasificados en:-Filtros rpidos con lecho mixto (Arena y Antracita)-Filtros rpidos con lecho de arena.-Filtros lentos con lecho de arena.

Filtros Rpidos.- Por lo general ste tipo de filtros necesitan de energa para su funcionamiento.

Filtros Lentos.- Este tipo de filtros contiene como lecho filtrante a cualquier material estable; en Plantas de Tratamiento de Agua Potable es usual tener como material granular a la arena, por ser ms barata, inerte y durable.Un filtro lento consta bsicamente de:-Un tanque que contiene un volumen de agua.-Un lecho de arena.-Una capa soporte.-Dispositivos de control y regulacin del filtro.

Filtro Lento Modificado.- Esta estructura consta de un vertedero a la salida del afluente; tiene la funcin de establecer una altura mnima de agua sobre l lecho filtrante. A medida que la colmataci6n aumenta en el lecho filtrante, la prdida de carga se aumenta y consecuentemente la altura del agua sobre la arena hasta llegar a un nivel mximo, regulado por un vertedero de rebose que mantiene el caudal de entrada y la seccin de la unidad constante.

DESINFECCIONLa desinfeccin en una Planta de Tratamiento es ya un proceso qumico que se le da al agua hacindola que sea capaz de ser consumida por los pobladores de una determinada ciudad.La desinfeccin se realiza con rapidez con:- Cal clorada (Ca 0 C12)- Hipoclorito de Sodio (Na 0 Cl)Los compuestos clorados aplicados al agua pueden ser dosificados y aplicados mediante:- Bombas desinfectadoras.- Hidroinyectores.- Equipos de montaje local (Hipoclorador de Sifn, Frasco de Mariote).

Desinfeccin con CloroEl cloro en forma lquida, gaseosa o de hipoclorito es el principal producto qumico para destruir las bacterias en los suministros de agua, indudablemente es el mtodo de desinfeccin ms generalizado por las mltiples ventajas que ofrece: efectivo, econmico y de fcil control. La dosis de cloro agregada el agua depende de la cantidad de impureza por eliminar y el residuo deseado de cloro en el agua. Una dosis de uno o dos mg/Lt. Suele ser suficiente para destruir todas las bacterias y dejar un residuo adecuado. En las corrientes de afluente de las plantas de tratamiento de agua, se mantiene un residuo de cloro de 0.1 o 0.2 ppm.

3.2. TRATAMIENTO DE AGUAS SUBTERRANEAS

Los suelos y las aguas subterrneas tienen problemticas especficas, diferentes a las de las aguas superficiales, aunque con muchos puntos en comn entre ambos: a menudo la contaminacin presente en los suelos est precisamente asociada al agua que stos contienen, o muestran determinadas relaciones con el mismo que hacen que haya que considerar el problema de la descontaminacin como un todo. Por otra parte, no hay que olvidar que a menudo las aguas subterrneas, contaminadas o no, no estn en el suelo, sino en el subsuelo, afectando a acuferos contenidos en rocas completamente diferentes a lo que llamamos suelo, y por tanto, con problemticas distintas.Las tecnologas convencionales para el tratamiento de aguas subterrneas contaminadas como el bombeo y posterior tratamiento tienen grandes inconvenientes debido a su elevado costo, especialmente cuando se trata de tratamientos prolongados, y resulta difcil disminuir la concentracin de los contaminantes hasta los niveles mximos permitidos.En consecuencia, se estn desarrollando nuevas tecnologas in-situ como la biorremediacin, barreras reactivas permeables, dispersin por aire, oxidacin qumica, extraccin multifsica, atenuacin natural supervisada, etc. De entre todos estos mtodos, dos de los que ms inters ha despertado son las barreras reactivas permeables y la biorremediacin. Tambin estn en desarrollo mtodos como el tratamiento qumico in-situ y la electrocintica. El tratamiento qumico in-situ consiste en la inyeccin en el subsuelo de un oxidante (normalmente permanganato de potasio u oxgeno) que, en el caso del arsnico promueve la oxidacin de As (III) a As (V) que coprecipita con los xidos de hierro. La electrocintica se fundamenta en la aplicacin de corrientes elctricas de baja densidad entre electrodos colocados en el suelo, de modo que el arsnico se moviliza en forma inica en direccin al nodo. Tambin se han ensayado combinaciones mltiples de estas tecnologas.

3.2.1. BARRERAS REACTIVAS PERMEABLESLas barreras reactivas permeables (BRP) son un tipo de tratamiento in-situ semipasivo que utiliza un medio que promueve reacciones qumicas o bioqumicas o procesos de sorcin para transformar o inmovilizar los contaminantes. La tecnologa consiste en interponer un medio reactivo semipermeable en el camino del ujo de una pluma de contaminantes, tal como muestra la Figura. Las aguas subterrneas se mueven a travs de la barrera de tratamiento por el ujo natural, o cuando es necesario bombear, los pozos pueden estar instalados de manera que el agua contaminada pase a travs de la barrera reactiva.Normalmente se usan tcnicas de excavacin para reemplazar el material del acufero con materiales reactivos, y la barrera se construye perpendicularmente al sentido del desage del acufero. Las BRP se construyen como paredes con alta conductividad hidrulica, de manera de interceptar el acufero; en las mismas se inserta, mezclado con un medio inerte, un reactivo capaz de retener el contaminante. La permeabilidad de la barrera es superior al del acufero; generalmente, est constituida por un material inerte y un reactivo slido capaz de reaccionar con el contaminante y transformarlo en una forma ambientalmente inocua. De acuerdo a la experiencia descrita en este campo y a las necesidades del problema, se dene el material a utilizar en una barrera reactiva segn una serie de criterios:a) Ser lo sucientemente reactivo para reducir la concentracin del agente contaminante del acufero.b) Ser permeable para acoplarse a las velocidades de ujo del agua subterrnea (1 m/da).c) mantener la permeabilidad y la reactividad durante un cierto perodo de tiempo (en la escala de aos).d) no tener costos econmicos demasiado elevados.

Esquema conceptual de la estructura y funcionamiento de una barrera permeable reactiva.

El objetivo en el diseo de un sistema de barrera es la completa captura de la pluma de contaminante migratoria con una cantidad mnima de material reactivo. Para ello existen dos conguraciones bsicas de diseo: la BRP de zanja continua a) y el sistema de compuerta y pantalla b). La seleccin de la conguracin apropiada depende del tamao de la pluma, accesibilidad, y caractersticas del ujo subterrneo. El sistema de compuerta y pantalla utiliza barreras impermeables clsicas, dispuestas como un embudo, para dirigir la pluma hacia la compuerta constituida por la barrera reactiva permeable. Este sistema altera ms el patrn de escurrimiento del agua subterrnea que el sistema de barrera continua. En cualquiera de los dos sistemas, la permeabilidad de la zona reactiva debe ser igual o superior a la permeabilidad del acufero para evitar desvos del agua subterrnea alrededor de la barrera reactiva.

a) Barrera reactiva permeable de zanja continua.

b) . Barrera reactiva permeable de pantalla y compuerta.

Las barreras reactivas permeables son particularmente atractivas para la descontaminacin de aguas subterrneas porque conservan la energa y el agua y tienen el potencial de ser ms econmicas que los mtodos convencionales de limpieza debido a los bajos costos de operacin y mantenimiento. Una ventaja adicional es que el medio reactivo puede ser utilizado in-situ, eliminando as la necesidad de grandes equipos de operacin y equipamientos de supercie.Los principales procesos que gobiernan la inmovilizacin y transformacin de contaminantes en barreras reactivas incluyen sorcin y precipitacin, reaccin qumica y/o reacciones biognicas.Es importante, a la hora de evaluar la idoneidad de cada medio de reaccin, tener en cuenta su capacidad para transformar los contaminantes a velocidad sucientemente elevada, mantener una permeabilidad y reactividad adecuadas durante largos perodos de tiempo, y liberar nicamente compuestos benignos como subproductos.

3.2.2. BIORREMEDIACIN

1. QU ES BIORREMEDIACIN?Se define como el empleo de organismos vivos para eliminar o neutralizar contaminantes del suelo o del agua.En los procesos de Biorremediacin generalmente se emplean mezclas de microorganismos, aunque algunos se basan en la introduccin de cepas definidas de bacterias. Actualmente se estn desarrollando microorganismos, algas (especialmente cianobacterias o algas azules) y plantas genticamente modificadas para ser empleadas en Biorremediacin.

2. QU ORGANISMOS SON CAPACES DE BIORREMEDIAR?Se pueden emplear diversos organismos en los procesos de Biorremediacin. Los ms usados son los microorganismos (tanto bacterias, como algas y hongos), plantas (en procesos llamados fitorremediacin), pero tambin se pueden utilizar otros seres vivos tales como los nemtodos.

Entre los microorganismos destacan especialmente las bacterias, los seres vivos con mayor capacidad metablica del planeta.

Las bacterias pueden degradar prcticamente cualquier sustancia orgnica. Si la sustancia se degrada completamente se habla de mineralizacin. Algunas sustancias no son degradadas sino transformadas en otras (Biotransformacin).La Biotransformacin puede ser peligrosa, ya que la nueva sustancia formada puede ser tan nociva o ms que la de partida. Finalmente hay sustancias que no son degradadas y se las denomina recalcitrantes. stas se acumulan durante mucho en el medio ambiente, especialmente si adems son resistentes a procesos fsico/qumicos como la radiacin ultravioleta o la oxidacin.

Las bacterias adems pueden eliminar los contaminantes en ambientes donde hay oxgeno (aerbicos), pero tambin en ambientes sin oxgeno (anaerbicos), ya que pueden respirar otras sustancias diferentes al oxgeno (aceptores de electrones), como por ejemplo el nitrato, el sulfato, el hierro (III), el manganeso, el selenio y un largo etc.

3. QU TIPOS DE CONTAMINANTES SE PUEDEN ELIMINAR POR BIORREMEDIACIN?

Los compuestos orgnicos suelen ser degradados total o parcialmente y eliminados por completo del ecosistema. Por ejemplo, compuestos contaminantes tales como el tolueno, el fenol o los polibifenilos clorados (PCBs) pueden ser utilizados como fuente de carbono por bacterias, tanto en condiciones aerbicas como anaerbicas.

Pero, adems muchas bacterias son capaces de modificar sustancias qumicas peligrosas, transformndolas en otras menos txicas. As, algunas bacterias pueden reducir la biodisponibilidad (hacerla menos accesible y por tanto menos txica) de metales pesados tales como el mercurio, el arsnico, el cromo, el cadmio, el zinc o el cobre.

Figura: Ejemplo del empleo de bacterias para la eliminacin de unos contaminantes en capas profundas del suelo. En este ejemplo las sustancias contaminantes estn haciendo peligrar un acufero. Para su eliminacin se inyecta en el suelo nutriente y aceptores de electrones que favorecen el crecimiento de microorganismos que acabarn eliminando la sustancia txica.

4. FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR EL PROCESO DE BIORREMEDIACIN

FACTORES MEDIOAMBIENTALES:Los factores medioambientales son aquellos que afectan directamente el crecimiento y actividad de los organismos que llevan a cabo la biodegradacin.Entre stos, los que revisten mayor importancia en el proceso de biodegradacin son: Temperatura pH del suelo Humedad del suelo Disponibilidad de oxigeno Disponibilidad de nutrientes.

FACTORES FISICOQUMICOS:

Los factores fisicoqumicos que determinan la biodegradabilidad del contaminante y su biodisponibilidad, pueden ser divididos en: Factores relativos al sustrato:La composicin y estructura qumica del contaminante Volatilidad:es el proceso en el cual un contaminante se difunde desde la fase slida o liquida a la fase gaseosa Densidad:La densidad de los hidrocarburos es expresada convencionalmente enGrados API(American Petroleum Institute). Viscosidad:Este parmetro es una medida de la resistencia interna de una sustancia a fluir.

FACTORES BIOLGICOS:

Para que una tcnica de Biorremediacin opere eficientemente, deben cumplirse varias condiciones: El residuo debe ser susceptible de biodegradarse biolgicamente, y presentarse en una forma fsica que sea susceptible a los microorganismos.

Deben estar disponibles los microorganismos apropiados.

Las condiciones ambientales (como el pH, la temperatura y el nivel de oxgeno) deben ser las apropiadas.

5. TIPOS DE BIORREMEDIACIN

Bsicamente, los procesos de Biorremediacin pueden ser de tres tipos:REMEDIACIN MICROBIANA

DEGRADACIN ENZIMATICATIPOS DE BIORREMEDIACIN:

FITORREMEDIACIN

A. REMEDIACIN MICROBIANAEn este tipo de remediacin se usan microorganismos directamente en el foco de la contaminacin. Los microorganismos utilizados en Biorremediacin pueden ser los ya existentes (autctonos) en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados. Cuando no es necesaria la inoculacin de microorganismos, suelen administrarse ms nutrientes con el fin de acelerar el proceso.La descontaminacin se produce debido a la capacidad natural que tienen ciertos organismos de transformar molculas orgnicas en sustancias ms pequeas, que resultan menos txicas. El hombre ha aprendido a aprovechar estos procesos metablicos de los microorganismos. De esta forma, los microorganismos que pueden degradar compuestos txicos para el ambiente y convertirlos en compuestos inocuos o menos txicos, se aprovechan en el proceso de Biorremediacin. De esta forma, reducen la polucin de los sistemas acuticos y terrestres.Existen, por ejemplo, bacterias que pueden degradar con relativa facilidad petrleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, teres, alcoholes simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados ms fcilmente.

B. DEGRADACIN ENZIMTICA Este tipo de degradacin consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades industriales por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias modificadas genticamente que son comercializadas por las empresas biotecnolgicas. Por ejemplo, existe un amplio nmero de industrias de procesamiento de alimentos que producen residuos que necesariamente deben ser posteriormente tratados.En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar (rompen) polmeros complejos para luego terminar de degradarlos con el uso de microorganismos. Un ejemplo lo constituyen las enzimas lipasas (que degradan lpidos) que se usan junto a cultivos bacterianos para eliminar los depsitos de grasa procedentes de las paredes de las tuberas que transportan los efluentes.

Otras enzimas que rompen polmeros utilizados de forma similar son las celulosas, proteinasas y amilasas, que degradan celulosa, protenas y almidn, respectivamente. Adems de hidrolizar estos polmeros, existen enzimas capaces de degradar compuestos altamente txicos. Estas enzimas son utilizadas en tratamientos en donde los microorganismos no pueden desarrollarse debido a la alta toxicidad de los contaminantes. Por ejemplo, se emplea la enzima peroxidasa para iniciar la degradacin de fenoles y aminas aromticas presentes en aguas residuales de muchas industrias.

C. APLICACIONES DE LA BIORREMEDIACIN:

a. ATENUACIN NATURALTambin llamada Biorremediacin natural o intrnseca. Es la llevada a cabo por los organismos autctonos del medio afectado por lo que depende de las habilidades metablicas de stos. Bsicamente se distinguen dos modelos: aerbica y anaerbica.

b. IN SITUAcelera el proceso en el mismo medio modificando las condiciones ambientales (pH, nutrientes, humedad, temperatura, oxgeno, etc.), aadiendo nutrientes para multiplicar los microorganismos del lugar, o inoculando otros ms eficaces al vertido. La adicin de nutrientes es la opcin ms econmica y la que ofrece ms posibilidades de xito hoy en da.

Bioestimulacin: introduccin de modificaciones en el medio ambiente (aporte de nutrientes, aireacin, etc.) para favorecer o potenciar la Biorremediacin intrnseca. En muchos casos ser suficiente aadir aceptores de electrones (oxgeno, nitratos, etc.) pero en otros hay que aportar nutrientes (como N y P), ajustar el pH, aportar cometabolitos, etc.Los microorganismos (bacterias, hongos...) autctonos o inoculados de una zona, degradan (metabolizan) los contaminantes orgnicos presentes en la misma. Para que los microorganismos (principalmente las bacterias) puedan eliminar las sustancias qumicas dainas, el suelo y las aguas subterrneas deben tener la temperatura, los nutrientes y la cantidad de oxgeno apropiados. Esas condiciones permiten que los microorganismos crezcan y se multipliquen, y asimilen ms sustancias qumicas.

Bioaumentacin: consiste en la adicin de microorganismos especializados al medio con el fin de potenciar la remediacin.

c. EX SITU

El contaminante se extrae y se degrada en otro sitio y/o en condiciones controladas de laboratorio. No obstante, se trata de un proceso ms caro y que no puede realizarse en la mayora de las ocasiones.

A. BIORREMEDIACIN DE HIDROCARBUROS

Uno de los problemas ambientales ms importantes de la actualidad es la contaminacin de ecosistemas terrestres y acuticos por derrames de hidrocarburos de petrleo y sus derivados. En el caso de los suelos, las principales consecuencias ambientales que se presentan despus de un evento de contaminacin por hidrocarburos son: la reduccin o inhibicin del desarrollo de la cobertura vegetal en el lugar del derrame, cambios en la dinmica poblacional de la fauna, de la biota microbiana y contaminacin por infiltracin a cuerpos de agua subterrneos.Adems del impacto ambiental negativo, los derrames de hidrocarburos generan impactos de tipo econmico, social y de salud pblica en las zonas aledaas al lugar afectado.

Degradacin de hidrocarburos alifticos:Las bacterias producen enzimas (monooxigenasas) que rompen la molcula contaminante en partes digeribles por los dems seres vivos.

Degradacin de hidrocarburos aromticos:Las bacterias para degradarlos rompen el anillo aromtico que estos compuestos presentan y que pueden ser muy variados.

B. BIORREMEDIACION DE METALES PESADOS

Otra importante rea de contaminacin es la que originan los metales pesados, en este caso el mecanismo bioqumico microbiano no es la degradacin del tomo contaminante, sino que se produce un cambio en el estado de oxidacin del metal para su detoxificacin.

Hace que se vuelva por el contrario ms soluble Hacerlo en si menos txico para los organismos del medio.

Para la biodegradacin de estos metales, se hace uso de la fitorremediacin utilizando plantas transgnicas que si tienen la capacidad de concentrar las toxinas en sus partes areas las cuales pueden ser cosechadas y eliminadas

CONCLUSION

Concluimos que el agua es una fuente indispensable para la vida por el hecho mismo debemos cuidarla y no contaminarla.

Existen diversos tipos de tratamiento segn el tipo de contaminacin.

La Biorremediacin es de mucha ayuda para la restauracin de ambientes contaminados por diversos tipos.

No todas las bacterias pueden remediar el mismo ambiente contaminado; hay ciertas bacterias que solo degradan hidrocarburos; mas no metales pesados.

BIBLIOGRAFIA http://www.monografias.com/trabajos98/contaminaciondelagua/contaminaciondel-agua.shtml#ixzz3a9HsCKlh http://www.miliarium.com/PremiosMiliarium/2003/TratamientoAguas/TratamientoAguas.pdf http://biorremediacion289.blogspot.com/ http://www.icesi.edu.co/unicesi/2013/09/18/investigadores-de-icesi-descubren-bacterias-que-eliminan-el-cianuro-del-medio-ambiente/ http://aguas.igme.es/igme/publica/pdflib15/021.pdf http://www.miliarium.com/PremiosMiliarium/2003/TratamientoAguas/TratamientoAguas.pdf http://www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/17agua.html

SEMINARIO- CONTAMINACIN Y TRatamiento del agua2