Tratamiento del agua

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.
- 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.
* 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.

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 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.

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.

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 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.

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.

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.

Osmosis Inversa

La Ósmosis es un proceso natural mediante el cual alimentamos cada una de las células de nuestro cuerpo. Nuestra sangre es transportada hasta los capilares más pequeños y los nutrientes pasan a través de las paredes celulares, sustentando así su vida. Si dos soluciones, con diferentes concentraciones de sólidos disueltos, están separadas por una membrana semi-impermeable, intentarán llegar a un equilibrio. El agua de la solución diluida pasará través de la membrana hasta equilibrar los componentes en ambas aguas, deteniéndose entonces el proceso por la presión osmótica. Este equilibrio se denomina Ósmosis. Si ejercemos una presión en el Agua concentrada, el proceso de Ósmosis se invierte, el Agua concentrada pasará de forma opuesta a través de la membrana semi-impermeable, y se quedará libre de sólidos disueltos. APLICACIÓN DOMÉSTICA El proceso de ÓSMOSIS INVERSA, nos permite eliminar partículas de hasta 0,001 micras (el cabello humano mide entre 60 y 80 micras), por lo cual aconsejamos instalar estos equipos para uso doméstico cuando el Agua de consumo (beber, cocinar, etc.) está contaminada con productos químicos, tales como el NITRATO, PLOMO, CADMIO, METALES PESADOS, EXCESO DE SODIO, o bien para POTABILIZAR AGUAS SALINAS (DE MAR). APLICACIÓN INDUSTRIAL * CALDERAS DE VAPOR * AUTOCLAVES * LABORATORIOS FARMACEÚTICOS * COSMÉTICA * LABORATORIOS EN GENERAL

Rayos Ultravioletas

Ultravioleta germicida La purificación del Agua mediante rayos ultravioleta es un método rápido y único para desinfectar el Agua sin utilizar productos químicos ni calor. Los Purificadores de Agua utilizan lámparas germicidas de ultravioleta que producen radiaciones de pequeñas ondas que son letales para las bacterias, virus y otros microorganismos presentes en el Agua común. Estos rayos son más cortos en longitud de onda que los rayos más cortos de ultravioleta, que penetran la atmósfera de la Tierra, desde el Sol. Principio de funcionamiento Poder Germicida Los ácidos nucleicos son los puntos de ataque de la radiación U.V. de 254 nm. y sirven así para impedir la división celular, que produce finalmente efectos letales a los microorganismos. Los daños aparecen especialmente en las bases de los ácidos nucleicos: timina, citosina y uracilo. Por esta razón, y a diferencia de otros métodos de desinfección (cloro, dióxido de cloro,…), no solamente las bacterias, sino también los virus, levaduras, esporas, son susceptibles de ser destruidos. Los virus muestran, por su gran riqueza en sustancias ADN o ARN, igualmente una gran absorción de rayos U.V.  VENTAJAS DE LA RADIACIÓN U.V. FRENTE A OTROS SISTEMAS * Destrucción instantánea y segura de todos los microorganismos. * No precisa tiempo de contacto: el efecto de desinfección es inmediato. * No altera ni modifica la composición química del Agua, ni por lo tanto, su olor y sabor característico. * No hay posibilidad de formación de compuestos secundarios perjudiciales. * Ninguna acción corrosiva sobre las instalaciones. * Sencilla, limpia y segura manipulación, sin riesgos ni incomodidades para su mantenimiento. * Fácil instalación. * Prácticamente nulo mantenimiento. * Bajos costes de inversión y explotación.  USO DOMÉSTICO Proporciona Agua desinfectada, destruyendo todo tipo de bacterias en Aguas rurales no de red municipal, previniendo enfermedades. Asegura la potabilidad de las Aguas particulares de pozo, sin utilizar Cloro.  APLICACIONES INDUSTRIALES * ALIMENTACIÓN asegura agua libre de bacterias para añadir al producto y también como agua de lavado de producto para evitar crecimiento bacteriano en conservas animales, vegetales, de pescado y otros productos * INDUSTRIA FARMACEÚTICA Y COSMÉTICA la desinfección del agua asegura el cumplimiento de las estrictas normas y control de calidad para el agua de fabricación * LAVADO DE BOTELLAS evita la contaminación de los envases que se puede originar por la utilización de agua sin desinfectar * LABORATORIOS proporciona agua ultrapura requerida para tests e investigación * ENVASADORAS DE AGUA asegura el uso de agua libre de bacterias en la industria de bebidas refrescantes, zumos, gaseosas, agua envasada, etc. * TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES excelente post-tratamiento del efluente secundario para reducir concentraciones bacterianas hasta niveles seguros sin introducir elementos tóxicos a los peces u otra vida marina en los vertidos.  MODELOS REF. A-101: con cámara de irradiación en acero inoxidable AISI 316 pulido espejo interior y exterior, para aplicaciones en circuitos de agua desmineralizada en las industrias farmacéutica, cosmética, química, alimentaria, etc.….. Caudales desde 1.000 a 550.000 l/h. REF. PE-102 Y RPE-103: con cámara de irradiación en polietileno de alta densidad, para la desinfección de agua de mar, pre-tratamiento de agua, aguas residuales, piscifactorías, etc. Caudales desde 1.000 a 200.000 l/h. REF. MN-105: construidos en inox. 316 chorreado vidrio, para su instalación en pretratamientos de agua, domicilios privados, máquinas de hielo, dispensadoras, etc. Caudales desde 150 a 14.000 l/h. REF. AS-106: desinfección de aire y superficies, fabricación y manipulación de quesos, bollerías, proteínas vegetales, conservas, etc., salas de hospitales, salas de curas, etc.

Ozono

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