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Purificación del agua




Enviado por totocho_83



    Indice
    1.
    Introducción

    2. Contaminación del
    Agua

    3. Purificación del
    agua

    4. Conclusiones
    5.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    En el siguiente trabajo desarrollaremos los diferentes
    tipos de contaminación del agua en todos sus
    componentes, así también como sus diferentes formas
    de purificación para que sea apta para el consumo.
    A continuación comenzaremos con el desarrollo
    explicando todos los términos mencionados en esta introducción.

    Propiedades del agua
    Introducción química:
    El Agua es una
    sustancia muy sencilla, pero posee un conjunto de propiedades que
    la hacen única lo que, unido a su abundancia, le otorgan
    una gran importancia en el ciclo biológico del
    planeta.

    Entre sus notables propiedades se encuentran:

    – El agua puede
    encontrarse en la naturaleza en sus
    tres estados, sólido, líquido y vapor, pudiendo
    existir en un momento dado en equilibrio
    entre sus tres formas.
    – El hielo tiene una densidad inferior
    a la del agua
    líquida, (0.92 veces) y flota, lo que tiene gran
    importancia para la vida en mares, lagos, etc.
    – El calor
    específico del agua es muy alto (1 cal/gr. ºC)
    – El calor latente
    de vaporización del agua es muy grande: a 20ºC hay
    que comunicar 585 cal. para evaporar un gramo de agua.
    – La conductividad térmica del agua es la mayor de todos
    los líquidos, con la única excepción del
    mercurio.
    – La estructura
    molecular del agua es un dipolo: su constante dieléctrica
    es muy alta, mayor que para cualquier otro líquido, lo que
    le confiere la propiedad de
    disolver cualquier sustancia aunque sea en cantidades
    extremadamente pequeñas. Ello hace que el agua no sea
    nunca químicamente pura, llevando siempre
    diversas sustancias, como gases, sales o
    grasas, disueltas.
    – El agua es débilmente ionizable, conteniendo siempre
    algunos iones hidrógeno, dando un pH
    próximo a 6. La concentración de iones en el agua
    es muy importante para los organismos.

    Este conjunto de propiedades, apenas esbozadas, hacen
    que el agua sea un excelente disolvente de sales y gases, y por
    ello es causa de problemas de
    incrustaciones, sedimentos, corrosiones y picaduras en las
    tuberías y calderas, cuya
    prevención exige tratamientos específicos para cada
    instalación en función
    del tipo de agua que se utiliza y del fin a que se
    destina.

    La FILTRACIÓN o la DECANTACIÓN es
    indispensable si hay arrastres de barros o limos.
    El ABLANDAMIENTO tiene como objeto evitar la presencia de sales
    de calcio y magnesio, responsables de las incrustaciones.
    La DESMINERALIZACIÓN evita un elevado contenido en sales
    disueltas. Algunos métodos
    tienen fines específicos, como evitar la presencia de
    sílice, hierro o
    manganeso, etc.
    La DESGASIFICACIÓN elimina gases disueltos, generalmente
    oxígeno
    y anhídrido carbónico, que producirán
    corrosiones.
    La ÓSMOSIS mediante membranas semipermeables está
    adquiriendo gran importancia en la desalinización de aguas
    con elevado contenido salino y estabilización de aguas
    problemáticas.

    2. Contaminación del Agua

    El agua pura es un recurso renovable, sin embargo puede
    llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas, que
    ya no sea útil, sino más bien nociva.

    ¿Qué contamina el agua?
    Agentes patógenos.- Bacterias,
    virus,
    protozoarios, parásitos que entran al agua provenientes de
    desechos orgánicos. Desechos que requieren
    oxígeno.- Los desechos orgánicos pueden ser
    descompuestos por bacterias que
    usan oxígeno para biodegradarlos. Si hay poblaciones
    grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxígeno del
    agua, matando así las formas de vida
    acuáticas.

    Sustancias químicas inorgánicas.- Acidos,
    compuestos de metales tóxicos
    (Mercurio, Plomo), envenenan el agua.
    Los nutrientes vegetales pueden ocasionar el crecimiento excesivo
    de plantas
    acuáticas que después mueren y se descomponen,
    agotando el oxígeno del agua y de este modo causan
    la muerte de
    las especies marinas (zona muerta).

    Sustancias químicas orgánicas.- Petróleo,
    plásticos,
    plaguicidas, detergentes que amenazan la vida.
    Sedimentos o materia
    suspendida.- Partículas insolubles de suelo que
    enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación.

    Sustancias radiactivas que pueden causar defectos
    congénitos y cáncer.
    Calor.- Ingresos de agua
    caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y hace a
    los organismos acuáticos muy vulnerables.

    Fuentes Puntuales Y No Puntuales
    Las fuentes
    puntuales descargan contaminantes en localizaciones
    específicas a través de tuberías y
    alcantarillas. Ej. : Fábricas, plantas de
    tratamiento de aguas negras, minas, pozos petroleros,
    etc.

    Las fuentes no
    puntuales son grandes áreas de terreno que descargan
    contaminantes al agua sobre una región extensa. Ej. :
    Vertimiento de sustancias químicas, tierras de cultivo,
    lotes para pastar ganado, construcciones, tanques
    sépticos.

    Contaminación De Ríos Y Lagos
    Las corrientes fluviales debido a que fluyen se recuperan
    rápidamente del exceso de calor y los desechos
    degradables. Esto funciona mientras no haya sobrecarga de los
    contaminantes, o su flujo no sea reducido por sequía,
    represado, etc.

    Contaminación Orgánica.- En los lagos,
    rebalses, estuarios y mares, con frecuencia la dilución es
    menos efectiva que en las corrientes porque tienen escasa
    fluencia, lo cual hace a los lagos más vulnerables a
    la
    contaminación por nutrientes vegetales (nitratos y
    fosfatos) (eutroficación).

    Contaminación Térmica De Corrientes
    Fluviales Y Lagos
    El método
    más usado para enfriar las plantas de vapor
    termoeléctricas consiste en tirar agua fría desde
    un cuerpo cercano de agua superficial, hacerlo pasar a
    través de los condensadores
    de la planta y devolverla calentada al mismo cuerpo de agua. Las
    temperaturas elevadas disminuyen el oxígeno disuelto en el
    agua. Los peces
    adaptados a una temperatura
    particular pueden morir por choque térmico (cambio
    drástico de temperatura
    del agua).

    La contrapartida de la contaminación
    térmica es el enriquecimiento térmico, es decir, el
    uso de agua caliente para producir estaciones más larga de
    pesca
    comercial, y reducción de las cubiertas de hielo en las
    áreas frías, calentar edificios, etc.

    Contaminación Del Océano
    El océano es actualmente el "basurero del mundo", lo cual
    traerá efectos negativos en el futuro.
    La mayoría de las áreas costeras del mundo
    están contaminadas debido sobre todo a las descargas de
    aguas negras, sustancias químicas, basura, desechos
    radiactivos, petróleo y
    sedimentos. Los mares más contaminados son los de
    Bangladesh, India,
    Pakistán, Indonesia, Malasia, Tailandia y
    Filipinas.

    Delfines, leones marinos y tortugas de mar, mueren
    cuando ingieren o quedan atrapados por tazas, bolsas, sogas y
    otras formas de basura
    plástica arrojadas al mar.

    Contaminación Con Petróleo
    Los accidentes de
    los buque-tanques, los escapes en el mar (petróleo que
    escapa desde un agujero perforado en el fondo marino), y
    petróleo de desecho arrojado en tierra firme
    que termina en corrientes fluviales que desembocan en el
    mar.

    Contaminación Del Agua Freática Y Su
    Control
    El agua freática o subterránea es una fuente vital
    de agua para beber y para el riego agrícola. Sin embargo
    es fácil de agotar porque se renueva muy lentamente.
    Cuando el agua freática llega a contaminarse no puede
    depurarse por sí misma, como el agua superficial tiende a
    hacerlo, debido a que los flujos de agua freática son
    lentos. También hay pocas bacterias degradadoras, porque
    no hay mucho oxígeno.

    Debido a que el agua freática no es visible hay
    poca conciencia de
    ella.
    Fuentes De Contaminación Del Agua
    Subterránea
    Escapes o fugas de sustancias químicas desde tanques de
    almacenamiento
    subterráneo.
    Infiltración de sustancias químicas
    orgánicas y compuestos tóxicos desde rellenos
    sanitarios, tiraderos abandonados de desechos peligrosos y desde
    lagunas para almacenamiento de
    desechos industriales localizados por arriba o cerca de los
    acuíferos.
    Infiltración accidental en los acuíferos desde los
    pozos utilizados para inyección de gran parte de los
    desechos peligrosos profundamente bajo tierra.

    Control De La Contaminación Del Agua
    Superficial
    Contaminación por fuentes no puntuales.
    La principal fuente no puntual de la contaminación del
    agua en la agricultura.
    Los agricultores pueden reducir drásticamente el
    vertimiento de fertilizantes en las aguas superficiales y la
    infiltración a los acuíferos, no usando cantidades
    excesivas de fertilizantes. Además deben reducir el uso de
    plaguicidas.

    Contaminación Por Fuentes Puntuales: Tratamiento
    De Aguas De Desecho
    En muchos lugares, las aguas negras y los desechos industriales
    no son tratados. En vez
    de eso, son descargados en la vía de agua más
    cercana o en lagunas de desechos donde el aire, luz solar y los
    microorganismos degradan los desechos. El agua permanece en una
    de esas lagunas durante 30 días. Luego, es tratada con
    cloro y bombeada para uso en una ciudad o en granjas. En la mayor
    parte de los desechos de las fuentes puntuales se depuran en
    grados variables. En
    áreas rurales y suburbanas las aguas negras de cada casa
    generalmente son descargadas en una fosa
    séptica.

    En las áreas urbanas, la mayoría de los
    desechos transportados por agua desde las casas, empresas,
    fábricas y el escurrimiento de las lluvias, fluyen a
    través de una red de conductos de
    alcantarillado, y van a plantas de tratamiento de aguas de
    desecho. Algunas ciudades tienen sistemas
    separados para el desagüe pluvial, pero en otros los
    conductos para estos dos sistemas
    están combinados, ya que esto resulta más barato.
    Cuando las intensas lluvias ocasionan que los sistemas de
    alcantarillado combinados se derramen, ello descarga aguas negras
    no tratadas directamente a las aguas superficiales.

    Cuando las aguas negras llegan a una planta de
    tratamiento, pueden tener hasta tres niveles de
    purificación. El tratamiento primario de aguas negras es
    un proceso para
    separar desechos como palos, piedras y trapos.

    El tratamiento secundario de aguas negras es un proceso
    biológico que utiliza bacterias aerobias.
    El tratamiento avanzado de aguas negras es una serie de procesos
    químicos y físicos especializados, que disminuye la
    cantidad de contaminantes específicos que quedan
    todavía después del tratamiento primario y
    secundario.
    Antes de que el agua sea descargada desde una planta de
    tratamiento de aguas negras se desinfecta. El método
    usual es la cloración. Otros desinfectantes son el ozono,
    peróxido de hidrógeno y luz ultravioleta.
    El tratamiento común de las aguas negras ha ayudado a
    reducir la contaminación del agua de la superficie, pero
    los ambientalistas señalan que es un método de
    salida limitado e imperfecto, que eventualmente es sobrepasado
    por más personas que producen más
    desechos.

    3. Purificación del
    agua

    Las impurezas suspendidas y disueltas en el agua natural impiden
    que ésta sea adecuada para numerosos fines. Los materiales
    indeseables, orgánicos e inorgánicos, se extraen
    por métodos de
    criba y sedimentación que eliminan los materiales
    suspendidos. Otro método es el tratamiento con ciertos
    compuestos, como el carbón activado, que eliminan los
    sabores y olores desagradables. También se puede purificar
    el agua por filtración, o por cloración o
    irradiación que matan los microorganismos
    infecciosos.

    En la ventilación o saturación de agua con
    aire, se hace
    entrar el agua en contacto con el aire de forma que se produzca
    la máxima difusión; esto se lleva a cabo
    normalmente en fuentes, esparciendo agua en el aire. La
    ventilación elimina los olores y sabores producidos por la
    descomposición de la materia
    orgánica, al igual que los desechos industriales como los
    fenoles, y gases volátiles como el cloro. También
    convierte los compuestos de hierro y
    manganeso disueltos en óxidos hidratados insolubles que
    luego pueden ser extraídos con facilidad.

    La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo
    por las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción
    por el hierro, el aluminio y
    otros metales. La que
    se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio se
    denomina dureza temporal y puede eliminarse por
    ebullición, que al mismo tiempo esteriliza
    el agua. La dureza residual se conoce como dureza no
    carbónica o permanente. Las aguas que poseen esta dureza
    pueden ablandarse añadiendo carbonato de sodio y cal, o
    filtrándolas a través de ceolitas naturales o
    artificiales que absorben los iones metálicos que producen
    la dureza, y liberan iones sodio en el agua. Los detergentes
    contienen ciertos agentes separadores que inactivan las
    sustancias causantes de la dureza del agua.

    El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua
    potable, puede extraerse por medio de la ventilación y
    sedimentación, o pasando el agua a través de
    filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro
    añadiendo ciertas sales, como los polifosfatos. El agua
    que se utiliza en los laboratorios, se destila o se desmineraliza
    pasándola a través de compuestos que absorben los
    iones.

    Desalinización del agua
    Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce,
    especialmente en las áreas desérticas y
    semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones
    con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la
    sal del agua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado
    varios procesos para
    producir agua dulce a bajo costo.

    Tres de los procesos incluyen la evaporación
    seguida de la condensación del vapor resultante, y se
    conocen como: evaporación de múltiple efecto,
    destilación por compresión de vapor
    y evaporación súbita. En este último
    método, que es el más utilizado, se calienta el
    agua del mar y se introduce por medio de una bomba en tanques de
    baja presión,
    donde el agua se evapora bruscamente. Al condensarse el vapor se
    obtiene el agua pura.

    La congelación es un método alternativo
    que se basa en los diferentes puntos de congelación del
    agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se separan
    del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten,
    convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado
    ósmosis inversa, se emplea presión para hacer pasar
    el agua dulce a través de una fina membrana que impide el
    paso de minerales. La
    ósmosis inversa sigue desarrollándose de forma
    intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar
    aguas salobres. Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en
    iones positivos y negativos, que se extraen pasando una corriente
    eléctrica a través de membranas
    aniónicas y catiónicas

    Un problema importante en los proyectos de
    desalinización son los costos para
    producir agua dulce.
    La mayoría de los expertos confían en obtener
    mejoras sustanciales para purificar agua ligeramente salobre, que
    contiene entre 1.000 y 4.500 partes de minerales por
    millón, en comparación a las 35.000 partes por
    millón del agua del mar. Puesto que el agua resulta
    potable si contiene menos de 500 partes de sal por millón,
    desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato
    que desalinizar el agua del mar.

    Proceso de Potabilización:
    A pesar de la definición química del agua como
    una sustancia constituida exclusivamente por dos átomos de
    hidrógeno y uno de oxígeno, en la naturaleza no se
    encuentra nunca en ese grado de pureza sino que está
    siempre impurificada con una serie de componentes
    inorgánicos y orgánicos.

    Potentes bombas la
    impulsan a través de una cañería hasta el
    establecimiento, pasa por un canal transportador donde sé
    afora, se agrega los productos
    químicos y se produce el mezclado rápido. De
    allí es conducida a los decantadores, que son grandes
    piletas compuestas de dos partes, floculador y
    decantador.

    El floculador posee paletas mecánicas que son las
    encargadas de mezclar íntimamente el agua con los productos
    químicos y formar así los flóculos, que al
    cobrar tamaño y peso precipitarán al fondo del
    decantador. Este tiene una tolva que es encargada de eliminar el
    barro floculado, este proceso se hace diariamente.

    El agua tarda dos horas en recorrer estas piletas donde
    al final es recogida por una canaleta donde cae en forma de
    lluvia para incorporarle oxígeno. Por esta canaleta el
    agua es conducida a filtros compuestos por mantos de arena de
    distinta granulometría, comenzando con arena fina hasta
    terminar con piedra.

    De los filtros el agua pasa a la reserva, que es una
    cisterna subterránea de quinientos mil litros en donde se
    la agrega cloro para su desinfección, terminado
    aquí el proceso de Potabilización ya que se
    encuentra en condiciones óptimas para el consumo
    humano.

    Una vez cumplido este paso el agua es elevada por medio
    de bombas comandadas
    con un tablero eléctrico por el personal de
    guardia al tanque de distribución, con una capacidad de un
    millón de litros, elevado del suelo 18,50 m.
    para dar impulso a la salida del agua por gravedad y así
    llegar a toda la ciudad.

    El agua es controlada siguiendo todos los pasos de la
    purificación por un Laboratorio
    donde se efectúan los análisis químicos y
    bacteriológicos.

    Todo este proceso, desde que entra el agua al
    Establecimiento hasta que sale en condiciones óptimas para
    el consumo, transcurre en cinco horas, este tiempo ha sido
    empleado para que nadie se quede sin agua.

    4.
    Conclusiones

    Este trabajo lo hicimos con el objetivo de
    analizar el estado del
    agua, su utilización, su relación con el medio
    ambiente, las posibles soluciones,
    etc.

    Nuestra opinión es que el problema de la
    contaminación del agua es uno de los mayores problemas que
    en la actualidad enfrenta la sociedad, y es
    uno de los que más rápidamente necesita ser
    solucionado.

    Nos hemos dado cuenta de que la posibilidad de tener
    agua potable es de unos pocos, esto debido a la poca cantidad que
    existe en el mundo. Lo mejor para la solución de este
    problema seria hacer campañas de concientización y
    también se podrían tirar propuestas como por
    ejemplo no derrochar el agua, debemos cuidarla lo más
    posible, arreglando las canillas cuando estas gotean, no dejarla
    abierta durante todo el tiempo que nos cepillamos los dientes, o
    dándonos duchas de veinte minutos por ejemplo, y
    también, porque no, concientizando de esto a nuestros
    allegados. Finalizando, debemos cuidar el agua potable, ya que si
    en unos años no la poseemos, será otra de las
    tantas cosas de las que privaremos a nuestras generaciones
    futuras.

    5.
    Bibliografía

    Enciclopedia Microsoft
    Encarta ’99.
    Microsoft
    Internet
    Explorer buscador Yahoo.
    Guía Práctica de la Ecología Urbana.
    Enciclopedia Áreas Consultor Didáctico Tomo de
    "Ciencias
    Naturales"

     

     

    Autor:

    Alejandro Carreiras

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