Movimiento de agua en el suelo.

El agua que recibe el suelo de las lluvias y de los riegos penetra ocupando todos los espacios libres macroporos y microporos, desplazando el aire.Parte de esta agua se va por gravedad hacia el subsuelo, esto constituye el drenaje que puede ser natural o practicado por nosotros, otra parte es absorbida por las paticulas finas y sube de las capas mas bajas hacia arriba y se llama Agua Capilar.La infiltración del agua posee un rol fundamental en los procesos de escorrentía como respuesta a una precipitación dada en una cuenca, dependiendo de su magnitud lluvias de iguales intensidades, pueden producir caudales diferentes. Así también lo es, el estudio de la recarga de acuíferos. La infiltración depende de muchos factores, por lo que su estimación confiable es bastante difícil y es imposible obtener una relación única entre todos los parámetros que la condicionan.

En este sentido, el proceso de infiltración de agua en el suelo ha sido intensamente estudiado debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, la conservación del recurso suelo y otras actividades silvoagropecuarias. Por otra parte, la velocidad de infiltración determina la cantidad de agua de escurrimiento superficial y con ello el peligro de erosión hídrica. En casi todos los métodos de riego la velocidad de entrada de agua al suelo determina los tiempos de riego y los diseños de los sistemas en cuanto al tamaño de las unidades superficiales y los caudales a utilizar. Además, el proceso de infiltración es de gran importancia práctica dado que su velocidad determina generalmente la cantidad de agua de escurrimiento, pudiendo detectarse así el peligro de erosión durante inundaciones a lluvias muy intensas.

Los componentes de la estructura del suelo; los minerales del suelo con materia orgánica forman las unidades estructurales del suelo o agregados. Losmicroporos dentro de los agregados y los macroporos entre los agregados llevan aire, agua y facilitan la penetración de las raíces.

Algunas definiciones son:

Infiltración: es la velocidad con que entra el agua en el perfil del suelo.

Permeabilidad: es el movimiento del agua en flujo saturado en cada uno de los horizontes del suelo.

Drenaje: es la eliminación de agua de superficie por infiltración, permeabilidad y escurrimiento.

En el siguiente grafico se visualizan las definiciones:

HUMEDAD DEL SUELO

El suelo y el agua

El suelo, desde el punto de vista hidrológico, es un depósito o almacén de agua cuya capacidad para

retenerla y contenerla depende de sus propiedades físicas:

Textura del suelo.

Es la composición física de un suelo, se refiere al porcentaje con el que se presentan los diversos materiales

constitutivos de un suelo. La clasificación internacional de éstos con respecto a su tamaño es la siguiente:

Complemento de la clasificación anterior es la trilineal, en la que se combinan tres elementos: arcilla, limo y

arena, y según el porcentaje en que se presenta cada uno, se establecen nueve tipos de suelo con las

denominaciones siguientes

•Suelos arenosos

•Suelos areno limosos

•Suelos areno arcillosos

•Suelos limosos

•Suelos limo arenosos

•Suelos limo arcillosos

•Suelos arcillosos

•Suelos arcillo arenosos

•Suelos arcillo limosos

•Suelos francos cuando se presenta igual proporción porcentual de arena, limo y arcilla.

Estructura del suelo.

Se refiere al arreglo de las partículas del suelo con respecto a las tres dimensiones del espacio, a su forma

de unión y a sus aglutinantes, lo cual permite conocer la discontinuidad del suelo en cuestión y los espacios

huecos que posee, que son los conductos para el agua y el aire, necesarios para el desarrollo de

las plantas.

La estructura de los suelos puede ser granular, nuciforme, filiforme, laminar, columnar, prismática, de

bloque y amorfa.

La unión de los elementos de un suelo se efectúa por coloides, éstos pueden destruir su estructura ante la

presencia de sales que al disolverse en el agua efectúan esa destrucción.

Densidad real o peso específico real.

Es el peso o densidad de las partículas que forman un suelo.

Normalmente su cifra es próxima a 2.6 g/cm3 (2.5 a 2.7 g/cm3).

Densidad aparente o peso específico aparente.

Es la relación entre el peso de un volumen de tierra tomado en el suelo y seco, y el peso del mismo volumen

de agua. Este concepto tiene en cuenta la textura, la estructura y la compactación.

Datos medios de esta densidad son:

Suelos arenosos 1.40 -1.60

Suelos limosos 1.30 -1.40

Suelos arcillosos 1.10-1.30

Con las cifras anteriores se ve que las designaciones de suelos pesados y ligeros, arcillosos o arenosos,

respectivamente, no reflejan las variaciones de densidad aparente; por el contrario, los más pesados son los

de menos densidad aparente y los más ligeros son los de mayor densidad aparente. Los conceptos de suelo

pesado o ligero se aplican en el manejo agrícola de los suelos.

Porosidad.

Es el porcentaje del volumen que ocupan los huecos o espacios vacíos del suelo (llenos de aire o de agua)

en relación con el volumen total.

Los datos de porosidad son:

40% en suelo medio

30% en suelos arenosos

40 a 50% en suelos arcillosos

Permeabilidades:

Suelos gruesos mayores de 100 mm/hora

Suelos ligeros 50 a 100 mm/hora

Suelos medios 10 a 50 mm/hora

Suelos pesados 5 a 10 mm/hora

Suelos muy pesados 1 a 5 mm/hora

Unidad 3

Materiales Filtrantes

• Los materiales filtrantes son utilizados para retener sedimentos o eliminar de manera eficiente y efectiva los diferentes contaminantes presentes en el agua como el olor, color, sabor, dureza, etc.

• Hay muchos materiales filtrantes al alcance nuestro para solucionar los problemas en el agua.

Materiales Filtrantes para AguaZeolita:

¿Qué es la Zeolita?

Las zeolitas son un grupo de minerales aluminosilicatos altamente cristalinos cuya estructura está formada por cavidades ocupadas por

iones grandes y moléculas de agua con gran capacidad de movimiento que permiten el intercambio iónico.

La zeolita tiene una característica muy especial, es el único mineral en el mundo que tiene cargas negativas de manera natural, las zeolitas

se componen de aluminio, silicio, sodio, hidrógeno, y oxígeno.

Su Aplicación en el Tratamiento de Agua potable nos brinda:

• Mayor claridad en el agua filtrada

• Filtración de sólidos suspendidos de hasta 3 micras.

• Mayor capacidad de carga flujo, hasta el doble a comparación de medios filtrantes convencionales.

• Por su porosidad, se requiere menos producto.

• Se requieren menos retro lavados.

• Ahorros económicos en energía al requerir menos presión y menos retro lavados.

• Retiene amoníaco.

• En las albercas, elimina las clora minas, ayudando a disminuir la irritación de los ojos y la piel.

Carbón Activado

¿Qué es el carbón activado?

El carbón activado es carbón poroso que atrapa compuestos, principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un líquido. Lo hace con tal efectividad, que es

el purificante más utilizado por el ser humano.

Los compuestos orgánicos se derivan del metabolismo de los seres vivos, y su estructura básica consiste en cadenas de átomos de carbono e hidrógeno. Entre

ellos se encuentran todos los derivados del mundo vegetal y animal, incluyendo el petróleo y los compuestos que se obtienen de él, a la propiedad que tiene un

sólido de adherir a su pared una molécula que fluye, se le llama “adsorción”. Al sólido se le llama “adsorbente” y a la molécula, “adsórbalo”.

Después de la filtración –que tiene por objeto retener sólidos presentes en un fluido-, no existe un sólo proceso de purificación con más aplicaciones que el

carbón activado. Entre ellas están la Potabilización de agua (el carbón retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfección,

toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales...).

Carbón Activado Granular:

Materia Prima: Cocha de coco

Rango de tamaño de partícula: 8x30, 12x30

Aplicaciones:

• Purificación de agua potable

• Decoloración

• Eliminación de olores y sabores

• Retención de contaminantes orgánicos

Grava para el tratamiento de Agua:

Grava Sílica:

Medio de soporte para filtros multimedia, carbón activado, suavizadores.

La grava sílica se produce por trituración de piedra de silica de textura abierta, cribada a distribución de grano

necesaria. La grava de sílice es producido por trituración de molienda y lavado del sílice de alta calidad.

La grava sílica se utiliza como soporte de medios filtrantes, la parte cóncava de los tanques son áreas que no

intervienen en la filtración, en la mayoría de los casos es recomendable rellenar con grava sílica está área, por ser

un material que no le imparte ninguna característica al agua a tratar y es mucho más económica.

Características físicas: arena de granulo duro. El tamaño de grano de las partículas s variable, es cribable y

principalmente de color marrón a gris.

ARENA SILICA

•La arena lavada y clasificada según su densidad es usada

para la remoción de sedimentos. Es un medio inerte y tiene

un largo periodo de vida, siendo muy resistente a la presión o

turbulencia, características de los retrolavados.

•Presentación: Saco de 1 pie3

•Color: marrón claro a rojo claro

•Densidad: 100 a 151 libras por pie cúbico

•Tamaño: 0,20 a 3,0 milímetros

Antracita es un excelente medio de filtración de densidad media. La Antracita es extraída de la más fina mina de carbón de Pennsylvania. Se selecciona específicamente para el tratamiento del agua, y durante su producción pasa a través de varias inspecciones de tamaño. Las muestras representativas son elegidos al azar para un análisis de control de calidad de laboratorio completo para tamaño efectivo, coeficiente de uniformidad, la gravedad específica, la solubilidad del ácido y la dureza.VENTAJASLos flujos de servicio más altos y más largas carreras de filtro que filtros de arena equivalentesEl tamaño la gradación, la dureza y la pureza asegura un rendimiento consistente y fiableSu densidad única permite a la antracita combinarse con otros medios de filtración en filtros multimediaBajo coeficiente de uniformidad tiene menos partículas de gran tamaño y de tamaño insuficiente que resulta en una cama muy uniformePropiedades Físicas:• Color: Negro• Dureza: 3,0 a 3,8 (escala de Mohs)• Solubilidad en ácido: <1%• Solubilidad en sosa: <1%• Peso específico aparente: 1,6 gm / cc

PERLÓN (FIBRA, GUATA, LANA DE PERLÓN): (Mecánico, en

condiciones normales no perdura lo suficiente para ser biológico)

Fibra textil sintética de poliamida (PA) utilizadísima como filtro

mecánico fino y por tanto segunda etapa de filtrado porque se

compacta con mucha facilidad. Suele ser causa del taponamiento del

filtro si no disponemos antes un foamex o similar. Se manipula

fácilmente y no conviene colocarla con media porque perdería la

capacidad de expandirse llegando a los rincones del filtro. Aunque se oscurezca se puede lavar y reutilizar sin problemas.

1. Coloque la suspensión en el agua y trague a través de la boquilla

2. Soplar regularmente el aire a través de líquidos después de beber para mantener limpios los filtros y evitar que se atasquen3. Tela textil de doble capa4. filtros de 7 capas, limpia las aguas residuales al agua potable5. La capa de filtro de carbón activado, elimina los parásitos

Utiliza tecnología avanzada de membrana de fibra hueca para filtrar hasta 1.000 litros de agua a O.2 micrones

Elimina el 99,9999% de bacterias transmitidas por el agua, incluyendo E.coil y salmonella

No requiere energía eléctrica, baterías o piezas de repuestoReduce la turbidez (turbidez)

El cloro en la desinfecciónEl poder desinfectante del cloro o sus compuestos radica en su capacidad de oxidación. En presencia de agua el cloro, bien sea en forma gaseosa (Cl2) o como hipoclorito (NaOCl), reacciona para dar ácido Hipocloroso (HOCl), la forma con mayor potencial de oxido-reducción y más activa como desinfectante, según las reacciones que se presentan.

A pH 5 todo el cloro está en forma de Acido Hipocloroso, pero a medida que el pH aumenta éste ácido se disocia en: ClO- + H+A pH> 7,5 y a una temperatura de 20ºC (o pH>7,8 a 0ªC de temperatura) empiezan a predominar los iones hipoclorito y éstos existen casi eclusivamente a partir de pH 9,5.

Cuando se añade al agua Cloro, en forma de gas, el valor inicial del pH del agua tiende a disminuir a la vez que se reduce la alcalinidad por neutralización. Por el contrario, cuando se adiciona cloro en forma de hipoclorito sódico o cálcico, el pH inicial del agua tiende a aumentar. No obstante éstas fluctuaciones de pH normalmente quedan amortiguadas por las sales contenidas en el agua responsables de su dureza (carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio) por lo que las variaciones suelen ser mínimas en la práctica.

• En el agua, el cloro reacciona rápidamente con las sustancias inorgánicas reductoras del agua y algo más lentamente con las sustancias orgánicas susceptibles de ser oxidadas.

• Para actuar sobre el microorganismo, en el caso de las bacterias y los microorganisos eucariotas, el agente oxidante debe atravesar la membrana plasmática, que es de naturaleza fosfolipídica y oxidar enzimas respiratorios que contengan grupos sulfhidrilo (-SH). Las moléculas no polares se disuelven mejor en las membranas que las polares, así pues tendrá mayor poder bactericida el ácido hipocloroso que el ion hipoclorito.

• Una de las enzimas más afectadas es la succinato deshidrogenasa que interviene en el Ciclo de Krebs, cuando ésta enzima se afecta se frenan los mecanismos celulares de obtención de energía.

• En el caso de los virus parece ser que los agentes oxidantes actuandirectamente produciendo oxidaciones sobre los ácidos nucleícosaunque los mecanismos íntimos no están bien estudiados.

• Para que la desinfección sea efectiva es necesario que exista un contacto íntimo entre el desinfectante y los microorganismos. Si los microorganismos están asociados a materia particulada, el contacto se dificulta. El tamaño de la partícula tiene una gran importancia en la asociación. Los restos celulares, heces o partículas sólidas comunes en aguas ejercen una protección significativa frente a microorganismos muy pequeños como los virus.

• El cloro reacciona con las sustancias reductoras (orgánicas o inorgánicas) del agua. Cuanto mayor sea la concentración de estas sustancias más cantidad de desinfectante será necesaria.

El gráfico debajo muestra que en un pH superior a 6,7 el porcentaje relativo de HOCldisminuye significativamente y, en consecuencia, la eficiencia de desinfección es notablemente reducida. A pH de 7.4, sólo 50% del cloro existe en la forma de HOClPH del agua - el cloro libre en el agua existe en 3 formas: Cl2 (gas disuelto), HOCl (ácido hipocloroso), OCl-(hipoclorito). La forma HOCl es 100 veces más eficaz como desinfectante que la forma de OCl-.

El Ozono tiene uso industrial como precursor en la síntesis de algunos compuestos orgánicos, pero

principalmente como desinfectante depurador y purificador de aguas, alimentos, ambiente, etc. Su principal

propiedad es la de ser un fuerte oxidante. La materia prima a tratar debe estar en contacto con el ozono por un

periodo de tiempo para de esta manera cumplir con sus funciones. Se detallan las diferentes mejoras que trae

el uso del ozono

1.) Elimina un espectro de bacterias más amplio, moho, levaduras y esporas: de 10 a 5000 veces más rápido

que el cloro, dependiendo en las condiciones.

2.) El ozono vuelve a su estado primitivo de oxígeno molecular sin dejar ningún subproducto ni residuos

contaminantes.

3.) A diferencia del cloro, el ozono no genera subproductos de hidrocarbonos halogenados peligrosos tales

como el trihalometano.

4.) Destruye los compuestos que producen mal gusto y olores desagradables.

5.) El ozono tiene pH neutro

Agua oxigenada

• El peróxido de hidrógeno es un antiséptico general.12 Su mecanismo de acción se debe a sus efectos oxidantes: produce OH y radicales libres que atacan una amplia variedad de compuestos orgánicos, entre ellos lípidos y proteínas que componen las membranas celulares de los microorganismos. La enzima catalasa presente en los tejidos degrada rápidamente el peróxido de hidrógeno, produciendo oxígeno, que dificulta la germinación de esporas anaerobias.

• Se utiliza en dermoaplicaciones, limpieza de dentaduras y desinfección bucal, así como en desinfección de lentes de contacto en el campo de la óptica.

• Además, aprovechando la actividad de la peroxidasa presente en la sangre, también se usa junto a la fenolftaleína para detectar la presencia de sangre

HUMEDALES

• La función principal del humedal, aparte de ser un gran ecosistema y un importante hábitat para muchos seres vivos, es que actúan como filtradores naturales de agua, esto se debe a que sus plantas hidrófitas, gracias a sus tejidos, almacenan y liberan agua, y de esta forma comienzan con el proceso de filtración. Antiguamente los humedales eran drenados por ser considerados una simple inundación de los terrenos, pero hoy en día se sabe que los humedales representan un gran ecosistema y se los valora más.

• Marinos, son aquellos que no son afectados por caudales fluviales. Ejemplo de ellos son los arrecifes de coral y litorales.

• Ribereños, son aquellas tierras inundables frecuentemente por el desbordamiento de los ríos. Ejemplo de ellos son los bosques anegados, lagos de meandro y llanuras.

• Estuarios, son aquellos donde los ríos desembocan en el mar y el agua de estos alcanza una salinidad media entre el agua dulce y salada. Ejemplo de estos son los deltas, marismas y bancos fangosos.

• Lacustres, son aquellas zonas cubiertas de agua permanentemente con baja circulación. Ejemplo de ellos son los lagos glaciales de volcanes y lagunas en general.

• Palustres, son aquellos ecosistemas que contienen casi permanentemente agua como los Marismas, Pantanos de papiro y ciénagas.

• Los humedales son indispensables por los innumerables beneficios o "servicios ecosistémicos" que brindan a la humanidad, desde suministro de agua dulce, alimentos y materiales de construcción, y biodiversidad, hasta control de crecidas, recarga de aguas subterráneas y mitigación del cambio climático.

• Sin embargo, un estudio tras otro demuestra que la superficie y la calidad de los humedales siguen disminuyendo en la mayoría de regiones del mundo. En consecuencia, los servicios de los ecosistemas que los humedales proporcionan a las personas se encuentran en peligro.

• El manejo de humedales constituye un reto mundial y la Convención actualmente cuenta con más de 160 Partes Contratantes, lo que supone un reconocimiento del valor de tener un tratado internacional dedicado a un solo ecosistema.

• La Convención aplica una definición amplia de los humedales, que abarca todos los lagos y ríos, acuíferos subterráneos, pantanos y marismas, pastizales húmedos, turberas, oasis, estuarios, deltas y bajos de marea, manglares y otras zonas costeras, arrecifes coralinos, y sitios artificiales como estanques piscícolas, arrozales, embalses y salinas.

Biorremediación

• Se define como biorremediación a cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar a un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural. La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes específicos del suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos. Un ejemplo de un tratamiento más generalizado es el de la limpieza de derrames de petróleo por medio de la adición de fertilizantes con nitratos o sulfatos para estimular la reproducción de bacterias nativas o exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposición del petróleo crudo.

• Bacterias para el tratamiento de aguas residuales (ptar domestica – ptar municipal)

• ¿Qué es?

• Es un inoculante biológico de alta concentración, especialmente formulado para la optimización de PTAR domésticas, municipales e industriales. El producto cuenta con cepas facultativas de bacterias con capacidad para degradar diferentes compuestos presentes en las aguas residuales como nitratos, fosfatos, exceso de biomasa/lodos, proteínas, azucares, grasa animal y vegetal, aceites, almidones, ácido sulfhídrico, entre otros, que afectan la eficiencia y el funcionamiento del sistema, lo cual se ve reflejado en los valores de DBO, DQO ySTS.

• USOS

• PTAR doméstica.

• PTAR Municipal.

• PTAR Industrial.

• Beneficios

• Optimiza el funcionamiento del sistema.

• Mejora la calidad de las aguas vertidas.

• Mejora la remoción de carga orgánica.

• Reduce la acumulación de lodos y biomasa

• Degrada nitratos y fosfatos.

• Controla los olores.

• ¿Cómo funciona?• Una vez que se realiza la inoculación, las bacterias comienzan a

multiplicarse y a formar parte de la microbiota del licor de mezcla y de los lodos del sistema. En la medida que esto sucede, las cepas pueden degradar la biomasa que está en exceso. Esta biomasa en exceso es responsable de la producción de gases atrapados, producto de la descomposición anaeróbica. El resultado final es un aumento de la eficiencia del sistemagracias a una mejor degradación de la materia orgánica que reduce la acumulación de los lodos. Todos estos beneficios conllevan a un mejoramiento de la calidad del agua residual en parámetros como el DBO, DQO, STS, Grasas y Aceites, etc.

• Importante:• El éxito del biotratamiento depende del suministro de los factores

abióticos.• El tratamiento con bacterias NO soluciona problemas como diseños

deficientes, mala oxigenación, tiempos de retención cortos, sobrecarga del sistema, etc.