TECNICO EN MANEJO AMBIENTAL

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ACTIVIDAD 1

TALLER DE CARACTERISTICAS CALIDAD Y CAPTACION DEL AGUA

CAMILA ANDREA RIVERA HERNANDEZ

GRUPO AMBIENTALISTAS

TRABAJO PRESENTADO

Al Tutor:

MARIO ESCOBAR

ABRIL 25

GUAMO - TOLIMA

2015

ACTIVIDAD N.1 DEFINICIONES BASICOS

1. ¿Qué es el agua?

DEFINICIÓN DE AGUA

Del latín agua, el agua es una sustancia cuyas moléculas están compuestas por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Se trata de un líquido inodoro (sin olor), insípido (sin sabor) e incoloro (sin color), aunque también puede hallarse en estado sólido (cuando se conoce como hielo) o en estado gaseoso (vapor).

El agua es el componente que aparece con mayor abundancia en la superficie terrestre (cubre cerca del 71% de la corteza de la Tierra). Forma los océanos, los ríos y las lluvias, además de ser parte constituyente de todos los organismos vivos. La circulación del agua en los ecosistemas se produce a través de un ciclo que consiste en la evaporación o transpiración, la precipitación y el desplazamiento hacia el mar.

Se conoce como agua dulce al agua que contiene una cantidad mínima de sales disueltas (a diferencia del agua de mar, que es salada). A través de un proceso de potabilización, el ser humano logra convertir el agua dulce en agua potable, es decir, apta para el consumo gracias al valor equilibrado de sus minerales. Es importante destacar que la escasez de agua potable en numerosas regiones del planeta genera más de 5 millones de muertes al año.

El agua mineral, como su nombre indica, contiene minerales y otras sustancias disueltas, de modo tal que se le agrega un valor terapéutico o se altera el sabor. Este tipo de agua es el que se comercializa envasado en todo el mundo para el consumo humano.

ESCASEZ

La escasez de agua es un problema que tiene lugar en todas partes del planeta. Alrededor de un 20% de la población mundial reside en zonas donde no hay suficiente agua, y otro 10% se acerca a dicha situación. Por otro lado, un 25% debe enfrentar la falta de recursos por parte de su país para realizar el transporte de agua desde los acuíferos y ríos.

Para muchos, la escasez de agua se ha convertido en uno de los puntos a resolver más urgentes del siglo XXI, en parte a causa del consumo desmedido que tuvo lugar durante los cien años anteriores, cuyo ritmo duplicó el de natalidad. Si bien no es correcto decir que la Tierra entera sufre de falta de agua, el número de zonas que carece de este recurso vital crece de manera preocupante.

Como es sabido, la acción de nuestra especie es, en gran parte, responsable de este fenómeno: la cantidad de agua potable presente en el mundo entero es suficiente para abastecernos a todos; sin embargo, dada la irregularidad con la que se distribuye y el enorme desperdicio por parte de un gran porcentaje de la población, su gestión se vuelve insostenible.

Por lo general, la hidrología se vale de la relación entre agua y población para medir la escasez, la cual existe cuando el suministro anual de agua a una región disminuye en 1000 metros cúbicos por persona; se habla estrés hídrico, en cambio, cuando el descenso

es de 1700 metros cúbicos. La escasez absoluta se da cuando cada individuo tiene acceso a menos de 500 metros cúbicos por año.

En otras palabras, la escasez de agua tiene lugar cuando no se puede satisfacer la demanda de dicho recurso, sea por su cantidad o por su calidad. Es importante recordar que no solo se utiliza para beber, sino que el ser humano le ha dado otros usos, que también entran en la ecuación.

Por esta razón, la escasez es un concepto relativo, un fenómeno que puede surgir de una demanda excesiva en un entorno que bien podría abastecer las necesidades reales, o de la falta del mínimo necesario para la vida de sus usuarios.

2. ¿cuáles son los estados de agregación del agua?

El agua se encuentra en la naturaleza en tres formas o estados diferentes:

En estado sólido, como en el hielo, el granizo o la nieve. Si quieres comprobarlo llena de agua una bandeja de las destinadas a formar cubitos de hielo, mete la bandeja en el congelador y sácala a la mañana siguiente. 

En estado líquido, como el agua que consumimos y el agua de los mares, ríos y lagos.

 

 

En estado gaseoso, cuando forma las nubes o el vapor que sale del agua hirviendo.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

3. ¿Qué es una característica física del agua?

El agua no tiene olor, sabor, ni color. Para obtener agua químicamente pura es necesario realizar diversos procesos físicos de purificación ya que el agua es capaz de disolver una gran cantidad de sustancias químicas, incluyendo gases.

Se llama agua destilada al agua que ha sido evaporada y posteriormente condensada. Al realizar este proceso se eliminan casi la totalidad de sustancias disueltas y microorganismos que suele contener el agua; es prácticamente la sustancia química pura H2O.

El punto de ebullición del agua a la presión de una atmósfera, que suele ser la que hay al nivel del mar, es de 100 ºC, y su punto de congelación es de 0 ºC. La densidad máxima del agua líquida es 1 g/cm3, alcanzándose este valor a una temperatura de 3,8 ºC; la densidad del agua sólida es menor que la del agua líquida a la misma temperatura, 0,917 g/ml.

El agua tiene una tensión superficial muy elevada. El calor específico del agua es de 1 cal/ºC·g.

El agua es considerada un disolvente universal, ya que es el líquido que más sustancias disuelve, lo que tiene que ver con que es una molécula polar. Las moléculas de agua

están unidas por lo que se llama puentes de hidrógeno.

Se dice del agua que es una molécula polar porque presenta polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa junto al oxígeno, compensada por otra positiva repartida entre los dos átomos de hidrógeno; los dos enlaces entre hidrógeno y oxígeno no ocupan una posición simétrica, sino que forman un ángulo de 104º 45'. El agua es un termorregulador del clima, gracias a su elevada capacidad calorífica. Su elevada tensión superficial hace que se vea muy afectada por fenómenos de capilaridad.

Presenta un punto de ebullición de 373 K (100 °C) a presión de 1 atm.  Tiene un punto de fusión de 273 K (0 °C) a presión de 1 atm.  El agua pura no conduce la electricidad (agua pura quiere decir agua destilada

libre de sales y minerales). Es un líquido inodoro e insípido. Estas son las propiedades organolépticas, es

decir, las que se perciben con los órganos de los sentidos del ser humano.  Se presenta en la naturaleza de tres formas, que son: sólido, líquido o gas.  Tiene una densidad máxima de 1 g/cm3 a 277 K y presión 1 atm. Esto quiere decir

que por cada centímetro cúbico (cm3) hay 1g de agua.  Forma dos diferentes tipos de meniscos: cóncavo y convexo.  Tiene una tensión superficial, cuando la superficie de los líquidos se comporta

como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla y esta propiedad ayuda a que algunas cosas muy ligeras floten en la superficie del agua. 

Posee capilaridad, que es la propiedad de ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo capilar. 

La capacidad calorífica es mayor que la de otros líquidos.  El calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que

necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido, manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión (273 k). 

Calor latente de fusión del hielo a 0 °C: 80 cal/g (ó 335 J/g)  Calor latente de evaporación del agua a 100 °C: 540 cal/g (ó 2260 J/g)  Se cristaliza esponjosa (nieve)  Tiene un estado de sobre enfriado, es decir, líquido a -25ºC.  Ayuda a regular el calor de los animales.  Tiene un elevado calor de vaporización y una elevada constante dieléctrica.  Proporciona flexibilidad a los tejidos.  Tiene una gran fuerza de cohesión entre sus moléculas, y la fuerza de adhesión

por los puentes de hidrógeno que son muy termo hábiles. 

4. ¿Cuáles son la característica física del agua?

Las características del agua hacen que sea un líquido idóneo para la vida. El agua es un compuesto polar y la elevada polaridad de la molécula de agua tiene especial interés porque de ella se derivan otras importantes propiedades. Por esta polaridad el agua es un buen disolvente de sales y otras sustancias polares pero un mal disolvente de gases y otras sustancias apolares como las grasas y aceites. En el caso de la molécula de agua sucede así porque el átomo de oxígeno se une con dos de hidrógeno por enlaces polarizados que forman entre sí un ángulo de aproximadamente 105º. Como el átomo de oxígeno es más electronegativo que los de hidrógeno, en el lado del oxígeno se sitúa la zona negativa y en el lado de los hidrógenos la positiva, con su centro de acción en el punto medio entre los dos hidrógenos. Esto permite que se formen puentes de hidrógeno entre sus moléculas, lo cual hace que sean más difícil de romper; por consiguiente tiene un elevado punto de ebullición (aproximadamente igual a 100 grados celsius al nivel del mar). Su influencia es tan notoria que si no fuera por esta atracción el agua sería una sustancia gaseosa a la temperatura ordinaria ya que su tamaño es muy pequeño.

Las cantidades de calor necesarias para evaporar, fundir o calentar el agua son más elevadas que en otras sustancias de tamaño parecido al estar las moléculas unidas por fuerzas eléctricas entre las zonas positivas de unas y las negativas de otras. Esto hace que el agua sea un buen almacenador de calor y así ayuda a regular la temperatura del planeta y de los organismos vivos.

La densidad del agua es de 1kg/l, pero varía ligeramente con la temperatura y las sustancias que lleve disueltas, lo que tiene una considerable importancia ecológica. La densidad aumenta al disminuir la temperatura hasta llegar a los 4º C en los que la densidad es máxima.

En resumen, estas son sus principales características físicas:

El agua químicamente pura es un líquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada.

A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.

1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa

2) Color: incolora

3) Sabor: insípida

4) Olor: inodoro

5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C

6) Punto de congelación: 0°C

7) Punto de ebullición: 100°C

8) Presión crítica: 217,5 atm.

9) Temperatura crítica: 374°C

5. ¿Qué es una característica química?

Estudia la estructura y las propiedades de la materia como los cambios que realiza durante reacciones químicas y su relación de la energía: se divide en 5 ramas 

Química orgánica Química inorgánica Físico química Química analítica Bioquímica

Bioquímica , constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento del cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad, etc.

Fisicoquímica , establece y desarrolla los principios físicos fundamentales detrás de las propiedades y el comportamiento de los sistemas químicos.16 17

Química analítica , es la rama de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio. Se divide en química analítica cuantitativa y química analítica cualitativa.

Química inorgánica , se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.

Química orgánica  o química del carbono, es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces

covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Wöhler yArchibald Scott Couper son conocidos como los padres de la química orgánica.

6. ¿Cuáles son las características químicas del agua?

El agua es un compuesto químico de fórmula H2O. Sin embargo, debido a su gran

capacidad disolvente, toda el agua que se encuentra en la naturaleza contiene diversas

sustancias en solución y hasta en suspensión, lo que corresponde a una mezcla.

 

Propiedades Químicas del Agua 

1) Reacciona con los óxidos ácidos 

2) Reacciona con los óxidos básicos 

3) Reacciona con los metales 

4) Reacciona con los no metales 

5) Se une en las sales formando hidratos 

1) Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos. 

2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar

hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales

activos se combinan con gran facilidad. 

3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura

elevada. 

4) El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ejemplo:

Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de

monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua). 

5) El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos. 

En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se

dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado

es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de

color blanco. 

Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se

llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuescente, tal

es el caso del cloruro cálcico. 

El agua como compuesto químico: 

Habitualmente se piensa que el agua natural que conocemos es un compuesto químico

de fórmula H2O, pero no es así, debido a su gran capacidad disolvente toda el agua que

se encuentra en la naturaleza.

7. ¿qué es una característica biológica?

Se define a una característica biológica al las características que solo un ser vivo posee

en relación a seres sin vida como el suelo y una roca

Característica es una cualidad que posibilita la identificación de alguien o de algo. Una

persona, de acuerdo a sus características, se diferencia de otra, lo mismo que una cosa

respecto a otra semejante.

Físico, por otra parte, es un término con varios significados. En este caso nos interesa el

adjetivo que indica lo perteneciente o relativo a la constitución corpórea (en oposición a

moral) o que hace referencia al exterior de una persona.

Las características físicas, por lo tanto, son aquellas cualidades exteriores de un ser

humano o de un animal. El concepto también podría utilizarse para nombrar al aspecto de

una planta o de una cosa, aunque lo físico se vincula a lo corporal y no suele decirse que

un vegetal o un objeto tengan cuerpo.

Si queremos enumerar las características físicas de una persona, haremos referencia a su

altura, su contextura, su color de pelo y de ojos, su piel, etc. Por ejemplo: “Ramón es un

muchacho gordo y rubio que vive en el piso de abajo”, “¿Ves aquella señora de cabello

canoso y ojos claros? Es la dueña del bar de la esquina”, “La última vez que conversé con

Daniela era una niña de pecas y pelo enrulado: ahora es una mujer que mide 1,80 metros

y es madre de dos hijos”. Todas estas expresiones, pues, incluyen menciones a

características físicas (la gordura y su condición de rubio de Ramón; el cabello canoso y

los ojos claros de la dueña del bar; las pecas, el pelo y la altura de Daniela).

8. ¿Cuáles son las características biológicas del agua?

El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la

masa de los organismos vivos. Es esencial para todos los tipos de vida, incluso para

aquellos organismos que la evolución condujo a tierra firme, el agua resulta indispensable,

de modo que una buena parte de sus estrategias de adaptación tienden al mantenimiento

de un cierto grado de humedad en su interior. 

1. Es un excelente disolvente, especialmente de las sustancias ionices y de los

compuestos polares. Incluso muchas moléculas orgánicas no solubles como los lípidos o

un buen número de proteínas forman, en el agua, dispersiones coloidales, con

importantes propiedades biológicas. 

2. Participa por sí misma, como agente químico reactivo, en la hidratación, hidrólisis y

oxidación-reducción, facilitando otras muchas reacciones. 

a. Hidratación: Aumentar la proporción de agua que contiene el cuerpo. 

b. Hidrólisis: Proceso por el cual una sustancia reacciona con el agua, interactuando sus

componentes con iones H+ y OH-procedentes de la disociación del agua. 

c. Oxido-reducción: Son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia

se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una

forma reducida y una forma oxidada respectivamente). Para que exista una reacción RDX,

en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte: El

agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura

química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose. El agente

oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un

estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido. 

3. Permite el movimiento en su seno de las partículas disueltas (difusión) y constituye el

principal agente de transporte de muchas sustancias nutritivas reguladoras o de

excreción. 

4. Por sus características térmicas (elevados calor específico y calor de evaporación)...

9. ¿Qué es una característica microbiológica y cuales podemos encontrar?

Los microorganismos más importantes que podemos encontrar en las aguas son:

bacterias, virus, hongos, protozoos y distintos tipos de algas (por ej. Las azul verdosas).

La contaminación de tipo bacteriológico es debida fundamentalmente a los desechos

humanos y animales, ya que los agentes patógenos –bacterias y virus- se encuentran en

las heces, orina y sangre, y son de origen de muchas enfermedades y epidemias (fiebres

tifoideas, disentería, cólera, polio, hepatitis infecciosa,...). Desde el punto de vista

histórico, la prevención de las enfermedades originadas por las aguas constituyó la razón

fundamental del control de la contaminación.

En la red de control de aguas superficiales se analizan los Coliformes totales y

Escherichia coli que es un indicador de contaminación fecal. En la red de control de aguas

de baño se realizan controles de Escherichia coli y Enterococos intestinales.

Coliformes totales

Las bacterias del género coliformes se encuentran principalmente en el intestino de los

humanos y de los animales de sangre caliente, es decir, homeotermos, pero también

ampliamente distribuidas en la naturaleza, especialmente en suelos, semillas y vegetales.

Los coliformes se introducen en gran número al medio ambiente por las heces de

humanos y animales. Por tal motivo suele deducirse que la mayoría de los coliformes que

se encuentran en el ambiente son de origen fecal. Sin embargo, existen muchos

coliformes de vida libre.

Tradicionalmente se los ha considerado como indicadores de contaminación fecal en el

control de calidad del agua destinada al consumo humano en razón de que, en los medios

acuáticos, los coliformes son más resistentes que las bacterias patógenas intestinales y

porque su origen es principalmente fecal. Por tanto, su ausencia indica que el agua es

bacteriológicamente segura. Asimismo, su número en el agua es proporcional al grado de

contaminación fecal; mientras más coliformes se aislan del agua, mayor es la gravedad de

la descarga de heces.

No todos los coliformes son de origen fecal, por lo que se hizo necesario desarrollar

pruebas para diferenciarlos a efectos de emplearlos como indicadores de contaminación.

Se distinguen, por lo tanto, los coliformes totales -que comprende la totalidad del grupo- y

los coliformes fecales -aquellos de origen intestinal-. Desde el punto de vista de la salud

pública esta diferenciación es importante puesto que permite asegurar con alto grado de

certeza que la contaminación que presenta el agua es de origen fecal.

Escherichia coli

Escherichia coli (E. coli) es quizás el organismo procarionte más estudiado por el ser

humano, se trata de una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos

animales y por ende en las aguas negras. Es la bacteria más conocida del grupo de los

coniformes, y E. coli, en su hábitat natural, vive en los intestinos de la mayor parte de

mamíferos sanos. Es el principal organismo anaerobio facultativo del sistema digestivo.

Como indicador de la calidad del agua se considera como indicador de contaminación

fecal reciente.

Entero cocos intestinales

Los entero cocos intestinales incluyen las especies del género Streptococcus y son un

subgrupo del grupo más amplio de los estreptococos fecales. Estas bacterias son

grampositivas y relativamente tolerantes al cloruro sódico y al pH alcalino.

El grupo de los enterococos intestinales puede utilizarse como índice de contaminación

fecal, ya que la mayoría de las especies no proliferan en medios acuáticos. La

concentración de enterococos intestinales en las heces humanas es, generalmente,

alrededor de un orden de magnitud menor que la de E. coli. Este grupo presenta

importantes ventajas: tienden a sobrevivir durante más tiempo que E. coli (o que los

coliformes termotolerantes) en medios acuáticos, y son más resistentes a la desecación y

a la cloración. Los enterococos intestinales se han utilizado en el análisis del agua natural

como índice de la presencia de agentes patógenos fecales que sobreviven durante más

tiempo que E. coli.

Los enterococos intestinales se excretan habitualmente en las heces humanas y de otros

animales de sangre caliente. Algunas especies de este grupo también se han detectado

en suelos, en ausencia de contaminación fecal. Hay concentraciones altas de enterococos

intestinales en las aguas residuales y en los medios acuáticos contaminados por aguas

residuales o por residuos humanos o animales.

ACTIVIDAD No. 2. CALIDAD DE AGUA Y CAPTACIÓN

1. Mencione las diferentes fuentes de agua y describa cada una de ellas.

Los tres principales tipos de fuentes:

Para cualquier comunidad, las fuentes potenciales de agua potable se encuentran en tres

categorías: (1) el agua del aire, (2) el agua de la superficie y (3) el agua del subsuelo.

Agua en el aire:

Buena parte del agua que hay en el aire procede de la evaporación.

El vapor de agua es un gas, no un líquido. Sin embargo, cuando vemos nubes no

estamos viendo gas, sino agua condensada en forma de microgotas, a veces con

partículas de polvo. Estas microgotas son líquidas, pero son tan pequeñas que se

mantienen en el aire (formando juntas las nubes) hasta que se unen entre ellas y caen al

suelo.

La precipitación (el agua cae a la tierra) puede suceder con el agua adoptando varias

formas. Si es líquida, se llama lluvia. Si se ha cristalizado, cae como nieve. Si se congela

en gotas heladas, se llama granizo. A veces el granizo vuelve a subir atrayendo más agua

que se congela al llegar a cierta altura, haciéndose más grandes los granos. Esto puede

repetirse varias veces, de forma que los granos llegan a tener un diámetro de hasta dos o

tres centímetros.

En los trópicos nieva muy raramente, por lo general sólo a grandes altitudes en las

montañas. Tampoco el granizo es habitual en el trópico, porque las temperaturas de

congelación se dan en alturas considerables, no cerca de la superficie.

Por lo tanto, cuando hablamos de conseguir agua potable del aire, estamos refiriéndonos

a la lluvia. Tan pronto como llega a la tierra podemos hablar de obtener agua de la

superficie.

Cuando el agua se calienta y vaporiza, cualquier contaminante, incluyendo suciedad y

microorganismos, suelen desaparecer. Si simplemente se vuelve a condensar, esta agua

es muy pura, como el agua destilada. Por desgracia, su condensación no es fácil, ya que

hay suciedad y microorganismos en el aire, y el agua puede impregnarse y combinarse

con ellos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los contaminantes no son suficientes

para causar diarrea, por lo que habitualmente podemos considerar el agua de lluvia como

limpia y potable.

De la tecnología para recoger agua de lluvia se habla en el documento Tecnología del

agua para el activista. De manera general, dicho documento debe estudiarse

conjuntamente con éste.

Agua de la superficie:

El agua de la superficie puede estar quieta o en movimiento. El agua en movimiento

puede formar desde pequeños riachuelos hasta grandes ríos caudalosos. El agua estática

puede ir desde charcas temporales a lagos y océanos.

Es más probable que las pequeñas charcas, habituales en la estación de lluvias, estén

contaminadas con enfermedades derivadas del agua, mientras que los mares tienen

demasiadas sales para ser potables y necesitan tecnología especial para eliminarlas.

En general, es más fácil que el agua sea potable si está en movimiento que si está

estática. El agua que lleva inmóvil mucho tiempo se puede estancar y polucionar, como

en los pantanos, llenos de muchas formas de vida, alguna de las cuales no son buenas

para la salud de los seres humanos. Si huele mal, probablemente no es buena para

beber.

Se utilizan diferentes tipos de tecnología para obtener el agua de la superficie y enviarla a

los consumidores. De ellas se habla en el mismo documento paralelo.

Agua del subsuelo:

Cuando llueve, no todo el agua se queda en la superficie y acaba en los ríos, lagos y en

última instancia en el mar. Parte del agua es absorbida por la tierra. Bajo el suelo, el agua

fluye, de una forma similar a la de la superficie, formando ríos y lagos. Una corriente

subterránea se denomina un «acuífero».

El agua se filtra por la tierra porosa, normalmente graveras y a veces arena. Se embalsa

en zonas no porosas, habitualmente roca sólida o arcilla.

No hay garantía de que bajo cualquier zona existan acuíferos. Algunas áreas no cuentan

con agua subterránea. Un acuífero puede ser superficial (cercano a la superficie) o

profundo. Aunque se dan muchas variaciones, en general un acuífero superficial tendrá

agua dulce (sin contaminar) mientras que el agua de uno profundo, que ha fluido

subterráneamente durante mucho tiempo, estará saturada de minerales, a veces

demasiado salada para beber.

En la mayoría de los casos, el agua subterránea se consigue cavando un pozo hasta el

acuífero, y sacándola con cubos o bombas. Más detalles en el documento ya

mencionado, Tecnología del agua. A veces, cuando el acuífero fluye por una superficie

desigual, aparece en la superficie. Esto se denomina manantial. Una comunidad que tiene

la fortuna de poseer un manantial puede proteger el agua de la contaminación en lugar de

cavar un pozo para alcanzarla.

Otras veces, el agua subterránea se filtra a gran profundidad, donde la tierra está más

caliente, por debajo de la capa fría, y su temperatura sube por efecto del núcleo terrestre.

El agua se calienta, y cuando su vapor se expande se impulsa otra vez a la superficie,

emergiendo a veces en forma de fuente termal.

Muchas fuentes termales han incorporado varios minerales de las capas internas de la

tierra, algunos tóxicos, otros medicinales, rara vez potables.

2. ¿Cómo se controla la calidad del agua? Mencione tres aspectos y

explíquelos.

El control de la calidad del agua corresponde a las acciones tomadas por el responsable

por la producción y distribución del agua de consumo humano para garantizar que el agua

que entrega a la población, cumple con los estándares vigentes. Estas acciones incluyen:

La adecuada operación del sistema,

La inspección periódica para evaluar los riesgos de contaminación,

El mantenimiento preventivo y correctivo de las unidades del sistema,

La desinfección,

El muestreo y análisis del agua para verificar la calidad esperada, así mismo

La implementación de las medidas correctivas cuando se identifique un problema.

Interpretación y socialización de los resultados de los análisis.

1. El gestor de cada una de las partes del abastecimiento es el responsable de

realizar el autocontrol que engloba tres tipos de análisis: análisis organoléptico,

análisis de control, y análisis completo.

2. La autoridad sanitaria es responsable de la vigilancia sanitaria, consistente en

velar para que se realicen las inspecciones sanitarias periódicas del

abastecimiento, elaborando un programa de vigilancia sanitaria que pondrá a

disposición de los gestores y remitirá al Ministerio de Sanidad y Consumo.

3. “El municipio, o en su defecto otra entidad de ámbito local, tomará las medidas

necesarias para garantizar la realización del control de la calidad del agua en el

grifo del consumidor y la elaboración periódica de un informe sobre los resultados

obtenidos, para las aguas de consumo humano suministradas a través de una red

de distribución pública o privada”. Es el denominado “control en el grifo del

consumidor”.

3. ¿En qué consiste las características físico – químicas y

bacteriológicas del agua? Mencione dos características de cada una y

explíquelas.

Características físicas, químicas y bacteriológicas del agua

El agua contiene diversas substancias químicas y biológicas disueltas o suspendidas en

ella. Desde el momento que se condensa en forma de lluvia, el agua disuelve los

componentes químicos de sus alrededores, corre sobre la superficie del suelo y se filtra a

través del mismo.

Además el agua contiene organismos vivos que reaccionan con sus elementos físicos y

químicos. Por estas razones suele ser necesario tratarla para hacerla adecuada para su

uso como provisión a la población. El agua que contiene ciertas substancias químicas u

organismos microscópicos puede ser perjudicial para ciertos procesos industriales, y al

mismo tiempo perfectamente idóneo para otros. Los microorganismos causantes de

enfermedades que se transmiten por el agua la hacen peligrosa para el consumo humano.

Las aguas subterráneas de áreas con piedra caliza pueden tener un alto contenido de

bicarbonatos de calcio (dureza) y requieren procesos de ablandamiento previo a su uso.

De acuerdo al uso que se le dará al agua, son los requisitos de calidad de la misma. Por

lo común la calidad se juzga como el grado en el cual se ajusta a los estándares físicos,

químicos y biológicos fijados por normas nacionales e internacionales. Es importante

conocer los requisitos de calidad para casa uso a fin de determinar si se requiere

tratamiento y qué procesos se deben aplicar para alcanzar la calidad deseada. Los

estándares de calidad también se usan para vigilar los procesos de tratamiento y

corregirlos de ser necesario.

Características Físicas: En la provisión de agua se debe tener especial cuidado con los

sabores, olores, colores y la turbidez del agua que se brinda, en parte porque dan mal

sabor, pero también a causa de su uso en la elaboración de bebidas, preparación de

alimentos y fabricación de textiles.

Los sabores y olores se deben a la presencia de substancias químicas volátiles y a

la materia orgánica en descomposición. Las mediciones de los mismos se hacen

con base en la dilución necesaria para reducirlos a un nivel apenas detectable por

observación humana.

El color del agua se debe a la presencia de minerales como hierro y manganeso,

materia orgánica y residuos coloridos de las industrias. El color en el agua

doméstica puede manchar los accesorios sanitarios y opacar la ropa. Las pruebas

se llevan a cabo por comparación con un conjunto estándar de concentraciones de

una sustancia química que produce un color similar al que presenta el agua.

La turbidez además de que es objetable desde el punto de vista estético, puede

contener agentes patógenos adheridos a las partículas en suspensión. El agua

con suficientes partículas de arcilla en suspensión (10 unidades de turbidez), se

aprecia a simple vista. Las fuentes de agua superficial varían desde 10 hasta

1.000 unidades de turbidez, y los ríos muy opacos pueden llegar a 10.000

unidades. Las mediciones de turbidez se basan en las propiedades ópticas de la

suspensión que causan que la luz se disperse o se absorba. Los resultados se

comparan luego con los que se obtienen de una suspensión estándar.

Características Químicas: Los múltiples compuestos químicos disueltos en el agua

pueden ser de origen natural o industrial y serán benéficos o dañinos de acuerdo a su

composición y concentración. Por ejemplo el hierro y el manganeso en pequeñas

cantidades no solo causan color, también se oxidan para formar depósitos de hidróxido

férrico y óxido de manganeso dentro de las tuberías de agua.

Las aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para

producir espuma y también forma incrustaciones en tuberías de agua caliente y calderas.

La dureza del agua se expresa en miligramos equivalentes de carbonato de calcio por

litro.

Recordemos que el agua químicamente pura es la combinación de oxígeno e hidrógeno y

puede obtenerse en laboratorios por el fenómeno de electrólisis y en la naturaleza durante

las tormentas eléctricas.

Veremos ahora los elementos químicos que se encuentran en el agua natural y que

producen alcalinidad, dureza y salinidad

Alcalinidad Mide la capacidad para neutralizar ácidos. Puede expresarse por:

Título alcalimétrico o alcalinidad simple (TA o p) ml de ácido sulfúrico N/50

necesarios para neutralizar 100 ml de agua con viraje a fenolftaleína (pH entre 8,2

y 9,8).

Título alcalimétrico completo o alcalinidad total (TAC o m) ml de ácido sulfúrico

N/50 necesarios para neutralizar 100 ml de agua con ácido sulfúrico N/50

necesarios para neutralizar 100 ml de agua con viraje al anaranjado de metilo (pH

entre 3,1 y 4,4).

Determinando m y p se pueden obtener las concentraciones de ion, bicarbonato e

hidróxido.

Dureza Es un indicador la cantidad de sales disueltas de calcio y magnesio en el

agua.

La presencia de dichas sales (aguas duras) puede dar lugar a incrustaciones en

conducciones y equipos.

La escasez de estas sales (aguas blandas) puede dar lugar a aguas agresivas

frente a determinados materiales de las conducciones.

Existen diversas formas de dureza:

1) Dureza total o título hidrotimétrico (TH) Mide el contenido de iones Ca++

(dureza de calcio THCa) y Mg++ Ca (dureza de calcio, THCa) y Mg (dureza de

magnesio (dureza de magnesio, THMg).

2) Dureza permanente (o no carbonatada) Mide el contenido de iones Ca++ y

Mg++ después de someter el agua a ebullición y recuperación del volumen inicial

con agua destilada (poco exacto)

3) Dureza temporal (o carbonatada) Mide la dureza asociada a iones HCO 3 -,

eliminable por ebullición y es la diferencia entre la dureza 3 p y total y la

permanente.

Características biológicas: Las aguas poseen en su constitución una gran variedad de

elementos biológicos desde los microorganismos hasta los peces.

El origen de los microorganismos puede ser natural, es decir constituyen su hábitat

natural, pero también provenir de contaminación por vertidos cloacales y/o industriales,

como también por arrastre de los existentes en el suelo por acción de la lluvia.

La calidad y cantidad de microorganismos va acompañando las características físicas y

químicas del agua, ya que cuando el agua tiene temperaturas templadas y materia

orgánica disponible, la población crece y se diversifica. De la misma manera los

crustáceos se incrementas y por lo tanto los peces de idéntica manera.

La biodiversidad de un agua natural indica la poca probabilidad de que la misma se

encuentre contaminada. Sin embargo para que el agua se destinada a la provisión de

agua potable, debe ser tratada para eliminar los elementos biológicos que contiene.

De toda la población biológica de las aguas naturales vamos a indicar aquellas que tienen

significación en la Ingeniería Sanitaria y en especial a la potabilización de aguas.

Del reino vegetal, los microorganismos más importantes desde el punto de vista de la

Ingeniería Sanitaria son las algas y bacterias aunque la presencia de hongos, mohos y

levaduras es un índice de la existencia de materia orgánica en descomposición.

Bacterias: las llamadas bacterias son de los géneros Sphaerotilus y Crenothrix,

relacionadas con el hierro y el manganeso del agua y del género Beggiatoa del

grupo de las bacterias sulfurosas. Las bacterias que se pueden encontrar en el

agua son de géneros muy numerosos, pero veremos aquí las que son patógenas

para el hombre, las bacterias coliformes y los estreptococos que se utilizan como

índice de contaminación fecal. Recordemos que según necesiten o no oxígeno

libre para vivir se las llama aerobias o anaerobias, existe un tercer tipo que se

desarrolla mejor en presencia de oxígeno pero pueden vivir en medios

desprovistos del mismo y se las denomina anaerobias facultativas.

Bacterias propias del agua: son frecuentes las de género Pseudomonas, Serratia,

Flavobacterium y Achromobacterium, en general dan coloración al agua como por

ejemplo, rojo, amarillo anaranjado, violeta, etc.

Hongos, mohos y levaduras: Pertenecen al grupo de bacterias pero no contienen

clorofila y en general son incoloras. Todos estos organismos son heterótrofos y en

consecuencia dependen de la materia orgánica para su nutrición.

4. Que es caudal, cuales son los tipos de captación de agua.

Caudal: es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería,

cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el

flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos

frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la

unidad de tiempo.

Tipos de captación de agua

Aguas superficiales: Son las aguas provenientes de ríos, arroyos, lagos, entre otros. Por

ser superficiales, están más expuestas que las provenientes de pozos, por ello es tan

importante el proceso de potabilización, previo a su entrega para consumo.

Aguas Subálveas: Son las aguas que corren por el subálveo del río (es decir, aguas

subterráneas bajo la corriente de un río). Se captan mediante galerías filtrantes. Son en

general aguas de muy buena calidad ya que han pasado por un proceso natural de

filtración.

Aguas Subterráneas: Son las que se encuentran bajo la superficie terrestre. Las aguas

subterráneas profundas, captadas mediante pozos, son por lo general aguas de buena

calidad que carecen de turbiedad y constituyen reservas muy importantes.

Dato interesante:

Las aguas provenientes de fuentes subterráneas profundas y de galerías filtrantes no

necesitan procedimientos de purificación, siempre que el agua sea química y

microbiológicamente apropiada. En estos casos, sólo se utiliza el tratamiento con cloro

para resguardarlas de cualquier alteración accidental en la red de distribución. En cambio,

las aguas provenientes de fuentes superficiales no presentan condiciones físicas ni

microbiológicas adecuadas. Por ello es necesario someterlas al proceso de potabilización

antes de suministrarlas para su consumo.

5. Dibujar el esquema de todos los sistemas de abastecimiento de agua

de la localidad de origen de cada participante, identificando los

componentes (fuente de abastecimiento, captación, etc.) y las labores

de operación y mantenimiento que se realizan en cada una de las

estructuras.

6. Cuáles son los procesos de purificación del agua.

El agua que se distribuye en ciudades o las comunidades es tratada extensivamente. Las

medidas específicas de purificación del agua se toman para hacer que el agua alcance los

estándares actuales de calidad requeridos.

Los métodos de purificación se pueden dividir en la deposición de materia suspendida,

tratamiento físico/químico de coloides y el tratamiento biológico. Todos estos métodos de

tratamiento tienen varias aplicaciones diferentes.

1 purificación física del agua

La purificación física del agua se refiere sobre todo a técnicas de filtración. La filtración es

un instrumento de purificación para quitar los sólidos de los líquidos. Hay varios tipos de

técnicas de filtración. Un filtro típico consiste en un tanque, los medios de filtro y un

regulador para permitir la expulsión.

Pantallas

La filtración a través de las pantallas se hace generalmente al principio del proceso de la

purificación del agua. La forma de las pantallas depende de las partículas que tienen que

ser eliminadas.

Filtración de la arena

La filtración de la arena es un método usado con frecuencia, muy robusto para quitar los

sólidos suspendidos del agua. El medio de filtro consiste en una capa múltiple de arena

con una variedad de tamaño y gravedad específica. Cuando el agua atraviesa el filtro, los

sólidos suspendidos en el agua precipitan en la arena donde quedan como residuo y en el

agua se reduce los sólidos suspendidos, esta fluye del filtro. Cuando los filtros se cargan

con las partículas se invierte la dirección de filtración, para regenerarlo. Los sólidos

suspendidos más pequeños tienen la capacidad de pasar a través de un filtro de arena, a

menudo se requiere la filtración secundaria.

Filtración de flujo cruzado

La filtración de membrana con flujo cruzado quita las sales y materia orgánica disuelta,

usando una membrana permeable que impregne solamente los contaminantes. El

concentrado permanece mientras que el flujo pasa adelante a través de la membrana.

Hay diversas técnicas de filtración con membranas, estas son: microfiltración,

ultrafiltración, nanofiltración y osmosis inversa (OI). Cuál de estas técnicas se pone en

ejecución depende de la clase de compuestos que necesiten ser quitados y su tamaño de

partícula. Debajo, las técnicas de filtración de membrana están clarificadas.

Microfiltración: Es una técnica de separación con membrana en la cual las

partículas muy finas u otras materias suspendidas, con acción en partículas de

radio de 0,1 a 1,5 micras, se separan de un líquido. Es capaz de quitar los sólidos

suspendidos, las bacterias u otras impurezas. Las membranas de la microfiltración

tienen un tamaño nominal de poro de 0,2 micras.

ultrafiltración: Es una técnica de separación con membrana en la cual las

partículas muy finas u otras materias suspendidas, con acción en partículas de

radio de 0,005 a 0,1 micras, se separan de un líquido. Es capaz de quitar las

sales, las proteínas y otras impurezas dentro de su gama. Las membranas de la

ultrafiltración tienen un tamaño nominal de poro de 0,0025 a 0,1 micras.

Nanofiltración: Es una técnica de separación con membrana en la cual las

partículas muy finas u otras materias suspendidas, con un tamaño de partícula en

la gama de aproximadamente 0,0001 a 0,005 micras, se separan de un líquido. Es

capaz de quitar virus, pesticidas y herbicidas.

Osmosis inversa (OI): Es la técnica disponible más fina de separación con

membrana. La OI separa partículas muy finas u otras materias suspendidas, con

un tamaño de partícula hasta 0,001 micras, de un líquido. Es capaz de quitar iones

de metal y eliminar completamente las sales en disolución.

2 purificaciones con productos químicos

La purificación química del agua se refiere a muchos y diversos métodos. Qué método

aplicar depende de la clase de contaminación hay en el agua. Abajo se resumen muchas

de estas técnicas químicas de purificación.

Adición química

Hay varias situaciones en las cuales se agregan productos químicos, por ejemplo para

prevenir la formación de ciertos productos de la reacción. Debajo, se resumen algunas de

estas adiciones:

Los agentes quelatos se agregan a menudo al agua, para prevenir los efectos

negativos de la dureza, causados por la deposición del calcio y del magnesio.

Los agentes que oxidan se agregan al agua como biocida, o para neutralizar

agentes de reducción.

Los agentes de reducción se agregan para neutralizar agentes que oxidan, tales

como ozono y cloro. También ayudan a prevenir la degradación de las membranas

de purificación.

Clarificación

La clarificación es un proceso de multi-pasos para quitar los sólidos suspendidos.

Primero, se agregan los coagulantes. Los coagulantes reducen la carga de iones, de

modo que acumulan las partículas en formas más grandes llamadas flóculos. Los flóculos

se depositan por gravedad en tanques de filtración o se quitan mientras que el agua

atraviesa un filtro de gravedad. Las partículas más grandes que 25 micras son quitadas

con eficacia por la clarificación. Agua que es tratada con la clarificación puede contener

algunos sólidos suspendidos y por lo tanto necesita un tratamiento adicional.

Desionizar y ablandar

La desionización se procesa comúnmente con intercambio de ion. Los sistemas de

intercambio de ion consisten en un tanque con bolas pequeñas de resina sintética, que

son tratadas para absorber selectivamente ciertos cationes o aniones y para substituirlos

por los iones contaminadores. El proceso de intercambio de ion dura, hasta que todos los

espacios disponibles se llenan de los iones. El dispositivo del intercambiador de iones

tiene que ser regenerado por productos químicos convenientes.

Uno de los intercambiadores posiblemente más comúnmente usado es un suavizador de

agua. Este dispositivo quita iones de calcio y de magnesio del agua dura,

substituyéndolos por otros iones positivamente cargados.

Desinfección

La desinfección es uno de los pasos más importantes de la purificación del agua de

ciudades y de comunidades. Responde al propósito de matar a los actuales

microorganismos indeseados en el agua; por lo tanto los desinfectantes se refieren a

menudo como biocidas. Hay una gran variedad de técnicas disponibles para desinfectar

los líquidos y superficies, por ejemplo: desinfección con ozono, desinfección con cloro y

desinfección UV.

El cloro cuando es dejado caer: puede reaccionar las cloraminas y los hidrocarburos

tratados con cloro, que son agentes carcinógenos peligrosos. Para prevenir este problema

el dióxido de cloro puede ser aplicado. El dióxido de cloro es un biocida eficaz a bajas

concentraciones tales como 0,1 PPM y excelentes en una gama ancha de pH. El ClO2

penetra la pared de la célula de las bacterias y reacciona con aminoácidos vitales en el

citoplasma de la célula para matar al organismo. El subproducto de esta reacción es

clorito. Los estudios toxicológicos han demostrado que el subproducto de la desinfección

del dióxido de cloro, clorito, no tiene ningún riesgo adverso significativo para la salud

humana.

El ozono se ha utilizado para la desinfección del agua potable en la industria del agua

municipal en Europa por cientos de años y es utilizado por una gran cantidad de

compañías de agua, donde es común capacidades del generador del ozono de hasta el

radio de acción de cientos kilogramos por hora. Cuando el ozono hace frente a olores, a

bacterias o a virus, el átomo adicional del oxígeno los destruye totalmente por la

oxidación. Durante este proceso el átomo adicional del oxígeno se destruye y no hay

olores, bacterias o átomos adicionales dejados. El ozono es no solamente un

desinfectante eficaz, es también particularmente seguro de utilizar.

La radiación-UV también se utiliza para la desinfección hoy en día. Cuando están

expuestos a la luz del sol, se matan los gérmenes y las bacterias y los hongos se

previenen de reproducirse. Este proceso natural de la desinfección se puede utilizar con

más eficacia posible aplicando la radiación UV de una manera controlada.

Destilación

La destilación es la colección de vapor de agua, después de hervir las aguas residuales.

Con un retiro correctamente diseñado del sistema de contaminantes orgánicos e

inorgánicos y de impurezas biológicas puede ser obtenido, porque la mayoría de los

contaminantes no se vaporizan. El agua pasará al condensador y los contaminantes

permanecerán en la unidad de evaporación.

Electro diálisis

El electro diálisis es una técnica que emplea las membranas actuales y especiales

eléctricas, que son semipermeables a los iones, basadas en su carga. Membranas

cargadas de cationes y las membranas cargadas de aniones se colocan alternativamente,

con los canales del flujo entre ellos, y los electrodos se colocan en cada lado de las

membranas. Los electrodos atraen a los iones contrarios a través de las membranas, para

eliminarlos del agua.

Ajuste del pH

El agua municipal necesita un ajuste de pH a menudo, para prevenir la corrosión de las

tuberías y prevenir la disolución del plomo en los abastecimientos de agua. El pH es

llevado hacia arriba o hacia abajo a través de la adición del cloruro de hidrógeno, en caso

de que un líquido sea básico, o del hidróxido de sodio, en caso de un líquido ácido. El pH

será convertido a aproximadamente 7 ó 7,5, después de la adición de ciertas

concentraciones de estas sustancias.

Barrido

La mayoría de los compuestos orgánicos naturalmente nos encontramos tienen una carga

levemente negativa. El barrido orgánico es hecho por la adición de la resina del anión de

una base-fuerte. Los compuestos orgánicos llenarán la resina y cuando se carga

totalmente se regenera con altas concentraciones de cloruro de sodio.

3 purificación biológica del agua

La purificación de biológica del agua se realiza para bajar la carga orgánica de

compuestos orgánicos disueltos. Los microorganismos, principalmente bacterias, hacen la

descomposición de estos compuestos. Hay dos categorías principales de tratamiento

biológico: tratamiento aerobio y tratamiento anaerobio.

La demanda biológica de oxígeno (DBO) define la carga orgánica. En sistemas aerobios

el agua se airea con aire comprimido (con oxígeno en algunos casos simplemente),

mientras que los sistemas anaerobios funcionan bajo condiciones libres de oxígeno.