Tema 4 Hidrosfera y contaminación
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Tema 4 Hidrosfera y contaminación ÍNDICE Tema 4: HIDROSFERA Y CONTAMINACIÓN ....................................................................... 1 4.1. Características del agua. ........................................................................................................ 1 4.2. Ciclo hidrológico Balance hidrológico: P = S + I + EVT ................................................. 2 4.3.Ríos y su dinámica ................................................................................................................. 3 4.4. Agua subterránea y su dinámica ............................................................................................ 4 4.5. Hidrosfera oceánica y su dinámica. ....................................................................................... 7 4.5.1. Corrientes oceánicas (profundas y superficiales) .......................................................... 7 4.5.2. Olas ............................................................................................................................. 9 4.5.3. Mareas ......................................................................................................................... 9 4.6. Contaminación de la hidrosfera ........................................................................................... 10 4.7 Parámetros que determinan la calidad del agua (físicos, químicos y biológicos) ................... 18 0 Tema 4: HIDROSFERA Y CONTAMINACIÓN 4.1. Características del agua. La naturaleza polar de la molécula de agua y los enlaces por puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas, hacen que posea propiedades singulares. El oxígeno es más electronegativo1 que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace. negativo negativo O Los enlaces O – H de la molécula de agua forman un + H H 104º ángulo de 104º y, debido a la electronegatividad del oxígeno, los electrones de cada enlace se encuentran desplazados hacia éste, lo que determina la polaridad de la molécula de agua: la molécula se comporta como un dipolo. + El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. covalente Excelente disolvente de compuestos iónicos y de compuestos orgánicos polares. Por ello no existe el agua pura en la naturaleza ya que en su recorrido disuelven gases y contaminantes. Sin embargo no disuelve sustancias orgánicas, como la gasolina o el aceite. Alto punto de fusión2 (0ºC). De sólido a líquido y de líquido a sólido. Alto punto de ebullición (100ºC)3. De líquido a vapor y de vapor a líquido. Baja conductividad térmica (no es buen conductor del calor) Al solidificarse las partículas forman una estructura hexagonal que deja más espacios vacíos, por eso es menos denso (el hielo) que el agua, cosa que no suele ocurrir en otros sólidos. Alto calor específico (cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en 1ºC). Debido al elevado calor específico del agua es necesario un gran aporte de energía para elevar su temperatura y, al ser mal conductor del calor, se enfría muy lentamente 4. Medio idóneo para las reacciones químicas Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible 1 Electronegatividad, capacidad de un átomo de un elemento de atraer hacia sí los electrones compartidos de su enlace covalente con un átomo de otro elemento. 2 De sólido a líquido y es la misma a la que ese líquido solidifica (ya que a la misma temperatura pasa de un estado a otro y no varía hasta que acaba) 3 De líquido a gas (vaporización: recibe el nombre de ebullición cuando afecta a toda la masa y evaporación si solo afecta a la superficie) y de gas a líquido. 4 Este comportamiento lo hace ideal para ser utilizado en las calefacciones (requiere poco calor para su mantenimiento) 1 4.2. Ciclo hidrológico P Balance hidrológico: Nieve y granizo Evaporación atmosférica P P P = S + I + EVT P P = Precipitación = 110 mil Km 3 P = 385 mil Km3 Balance hídrico en el continente 3 P (110) – EVT (70) = + 40 mil Km Balance hídrico en el océano 3 P (385) – EV (425) = - 40 mil Km EVT = evapotranspiración = 70 mil Km3 T EV = 425 mil Km3 I S EV EV I EV lago Zona vadosa Arenisca: roca permeable ríos I 40 S OCÉANO Zona de saturación: acuífero Arcillas: capa impermeable P = precipitación (lluvia, nieve, granizo) S = Superficial o escorrentía (aguas que circulan por la superficie) I = Infiltración ( en rocas permeables: gravas, arenas..) EVT = evaporación de cualquier superficie líquida y transpiración de las plantas P = S + I + EVT Nivel freático El ciclo hidrológico comienza con la energía que se recibe del Sol. Los continentes y océanos pierden agua por evaporación, pasando ese vapor de agua a la atmósfera y condensándose en forma de nubes. La saturación del vapor del agua en las nubes conduce a las precipitaciones, las cuales se manifiestan en forma de lluvia, nieve o granizo. Las precipitaciones (P) se reparten de la siguiente manera: 1. Una parte circula por la superficie (S) (superficial o escorrentía) (torrentes, aguas salvajes y ríos), otra se evapora, y una tercera se infiltra en la tierra para formar el caudal basal, es decir, las aguas subterráneas que alimentan los caudales de los ríos cuando cesan las precipitaciones. 2. Otra parte se infiltra (I) por gravedad a través de los huecos hasta una profundidad límite, en la cual los poros rocosos están tan anegados o saturados que el agua no puede penetrar más. En el subsuelo se forman entonces dos zonas: una profunda (saturada) y otra llamada de aireación o vadosa (no saturada).A la superficie que separa la zona saturada de la zona de aireación se le denomina nivel hidrostático o nivel freático. Dependiendo del volumen de precipitación y evacuación del agua, este nivel puede variar a lo largo del tiempo. Cuando ese nivel freático se aproxima a la superficie horizontal del terreno, origina zonas encharcadas o pantanosas, convirtiéndose en manantiales si aflora por un corte en el terreno. Cuando las aguas consiguen asomar a la superficie, sea por capilaridad, presión, etc., pueden quedar bajo los efectos de la energía del Sol, y por tanto seguirán de nuevo el ciclo hidrológico en otro estado físico: 3. El agua es devuelta a la atmósfera por Evaporación (EV) y transpiración (T) de las plantas 2 4.3.Ríos y su dinámica Red hidrográfica: conjunto de cauces (ríos, afluentes y ramblas), con caudal o no, que drenan una región. Cuenca hidrográfica: área formada por todos los barrancos cuyas aguas terminan vertiendo en el cauce principal. Límites geográficos. Aforar (medir el caudal): volumen que pasa por una sección del cauce y que depende de la velocidad del agua y del área de dicha sección. m3/s Q = (m3/s) = v (m/s) · S (m2) Hidrograma: representación gráfica del caudal que lleva un río en función del tiempo. Hidrograma del río Irati (Navarra). Datos facilitados por la Confederación Hidrográfica del Ebro Hectómetrocúbico = 106 metros cúbicos Dinámica fluvial: Los ríos producen una alteración del paisaje, al ser el agua uno de los principales agentes de erosión, transporte y sedimentación. La erosión es un fenómeno que implica transporte; en el caso de partículas arrastradas por las aguas, éste se lleva a cabo mediante rodadura en el fondo del lecho, por saltación o en suspensión, dependiendo del tamaño de las partículas y del poder energético de la corriente, que se refleja en la velocidad de flujo. Una fracción de la carga total que transporta el río viaja, además, en forma de iones disuelta en el agua. El diagrama de Hjulstrom muestra el tipo de proceso dominante en función de la velocidad de flujo y del tamaño de las partículas. Ejercicio: sitúa diferentes puntos en el diagrama y observa como varía el proceso (erosión, sedimentación, transporte) en función de la velocidad y el tamaño de las partículas. Origen caudal de un río: procede de dos tipos de aportes 1. Externo: a) Escorrentía directa (precipitación directa por lluvia) b) Deshielo (fusión glaciares) c) Fusión nieves 2. Interno: Escorrentía subterránea: aportes de la zona se saturación En la comunidad valenciana aparecerá un mínimo en verano y dos máximos, uno en primavera y otro en otoño). 3 4.4. Agua subterránea y su dinámica Son todas las aguas que circulan o se almacenan en el subsuelo. El agua de la superficie que se infiltra en el suelo atraviesa la zona vadosa y percola (circula) hasta la zona de saturación, donde todos los poros están llenos de agua. Su espesor es de unos 4.000 metros, profundidad a la cual la presión no permite que haya espacios huecos en las rocas. Origen ... Aguas meteóricas (lluvias, deshielo, ríos, lagos...). Origen externo ... Aguas juveniles (vapor de agua del enfriamiento magmática). Origen interno Dinámica de las aguas subterráneas: b) z. radicular a) Escorrentía superficial z. de evapotranspiración c) z. hipodérmica Zona vadosa o de aireación Zona de retención (aguas sostenidas) Manto capilar Zona saturada: acuífero Arcillas: capa impermeable Nivel freático (superficie freática): nivel que alcanzan las aguas en el subsuelo, o nivel por debajo del cual, todas las rocas se encuentran saturadas de agua. a) Escorrentía superficial b) Zona radicular c) Escorrentía hipodérmica Zona de evapotranspiración Zona vadosa o de aireación está sujeta a grandes fluctuaciones) Zona de retención (aguas sostenidas): La zona de retención no puede existir en medios muy húmedos. En regiones secas puede llegar a 300 metros Manto capilar : El manto capilar contiene Sin vínculo hídrico con el resto de las capas. Los poros de las rocas están ocupados por aire, agua y vapor Ascenso de aguas por capilaridad un volumen de agua próximo a la saturación Nivel freático Acuífero manto freático , etc. y se Zona saturada (acuífero) define como un estrato que permite la circulación de agua a través de sus poros o fisuras, pudiendo aprovecharse en cantidades suficientes de acuerdo a las necesidades de cada momento 4 Todos los poros rellenos de agua Parámetros influyentes del agua subterránea: Porosidad y permeabilidad: 1) Porosidad (m): Conjunto de cavidades de pequeño tamaño que pueden estar ocupados por fluidos (gas, agua, petróleo) en el interior de una roca. a) Porosidad total (mg)%: Es la relación entre el volumen de huecos y fisuras existentes en sus materiales rocosos y su volumen total, es decir: mg Vh x100 Vt Vh = Volumen poros y fisuras (ocupados por aire o agua) Vt = Volumen total roca b) Porosidad eficaz (me)%: Es la relación del volumen de agua gravífica (agua que circula libre por acción de la gravedad) de un acuífero V g respecto al volumen total de éste (Vt) me Vg Vt x100 Vg = volumen de agua gravífica (la que circula) Se dice que la porosidad es primaria cuando es la que resulta de la propia constitución petrológica del material rocoso, y secundaria si se ha originado con posterioridad a la formación de la roca, por mecanismos tales como el diaclasamiento o disolución. 2) Permeabilidad o conductividad hidráulica: (m/día): Es la capacidad o aptitud de un medio para dejarse atravesar por un fluido. En hidrogeología suele expresarse en m /día, y su valor depende tanto del a) tamaño medio de los poros y su comunicación, b) de la viscosidad y c) densidad del fluido. Acuíferos: Manto acuífero (capa freática). Acumulación del agua en el subsuelo Terreno permeable portador de agua subterránea. Aguas subterráneas que rellenan completamente los intersticios de un terreno poroso y permeable. Se forma por acumulación de las aguas de infiltración por encima de un terreno impermeable que impide su descenso. .. Nivel freático o hidrostático : Nivel que alcanzan las aguas en el subsuelo o nivel por debajo del cual todas las rocas se encuentran saturadas o empapadas en agua. ... Variaciones estacionales : límite superior : saturación (en época de lluvias) límite inferior: desecación (en época de sequía) Tipos de acuíferos : Libres (no confinados): Capa permeable superior e impermeable inferior. No surgentes Cautivos (confinados): Entre dos capas impermeables. Surgentes y no surgentes Fósiles: Procedentes de magmas en capas profundas. 5 Acuífero libre (no confinado): El agua de este acuífero puede entrar por cualquier punto al ser las capas superiores permeables. El agua debe ser extraída por procedimientos mecánicos ya que la presión exterior e interior son prácticamente iguales. Conglomerado: permeable Pozo Arenisca: permeable Arcilla: impermeable Vasos comunicantes a P atmosférica Acuífero cautivo (Confinado): El agua se encuentra cautiva entre capas impermeables. El acuífero solo puede alimentarse lateralmente por las zonas permeables (zonas de acumulación). El agua sale a presión debido al peso que ejercen las columnas laterales de agua. Zona de acumulación Zona de acumulación Pozo no surgente Nivel freático Pozo artesiano: surgente Nivel piezométrico Vasos comunicantes con presión dirigida en el centro Nivel piezométrico: es el nivel que alcanza el agua en un acuífero cautivo. En esta altura las presiones se igualan. El nivel que alcanza es ligeramente inferior al nivel freático. 6 4.5. Hidrosfera oceánica y su dinámica. Movimiento y circulación del agua oceánica El agua del mar no es una gran masa estática que ocupa las cuencas oceánicas; además de las variaciones que sufre a causa de la evaporación y de los aportes continentales, posee movimientos debidos a 1. Fenómenos tectónicos y volcánicos (Tsunamis) 2. Atracción lunar (gravedad) 3. Viento (sobre la superficie) 4. Diferencias de temperatura y salinidad entre masas de agua (corriente termohalina). Producen un continuo movimiento de convección del agua oceánica a escala planetaria. 4.5.1. Corrientes oceánicas (profundas y superficiales) Las corrientes son traslaciones de masas de agua dentro del mar. Superficial Corrientes profundas y superficiales oceánicas debidas a diferencias de temperatura y salinidad Profunda 1) Corrientes superficiales y profundas: Debidas a la diferencia de densidades (Circulación termohalina). Se inicia en el Atlántico norte a partir de un movimiento de subsidencia de agua con baja temperatura y alta salinidad (Mar de Labrador). Cuando estas aguas llegan al océano Índico y al Pacífico norte disminuyen su salinidad y aumenta su temperatura y las corrientes se hacen superficiales. Finalmente retornan al Atlántico norte completando el circuito y transportando agua caliente a los que, de otra forma, serían mares fríos. 1) Corrientes superficiales (debidas al viento): Asimismo, cuando los vientos dominantes soplan sobre los océanos, parte de su energía cinética es transferida al agua, produciendo las grandes corrientes superficiales marinas. La rotación de la tierra influye en las trayectorias adoptadas por estas corrientes, con la formación de flujos circulares dentro de cada una de las grandes cuencas oceánicas, que en el hemisferio norte giran en sentido horario, y en el hemisferio sur en sentido antihorario Corrientes superficiales originadas por el viento 7 El fenómeno de La Niña (normal) y el Niño (combinación de corrientes superficiales y profundas). Normalmente la presión en Sudamérica es mayor que en Indonesia. En situación normal en la costa del Perú, los vientos alisios empujan hacia el oeste al agua superficial del Pacífico (el mar en Indonesia llega a subir 50 cm más). Para compensar este flujo de agua del mar hacia Indonesia asciende agua fría del fondo marino (rica en nutrientes, fitoplancton, permitiendo que la pesca sea abundante en la costa de Perú). Dichos vientos parten de un anticiclón situado sobre la isla de Pascua. En Indonesia los vientos alisios chocan con los vientos del W provocando el ascenso de masas de nubes que ocasionan grandes lluvias en la zona muy beneficiosas para la agricultura propia de la zona. (Figura: a y b) B A Niña (normal) A Niño (anómala) B Agua fría Agua fría El fenómeno de El Niño (situación anormal): Se debe a un excesivo calentamiento superficial de las aguas del Pacífico Oriental en las costas de Perú. Ocurre cada 3-5 años y dura unos 18 meses, alcanzando valores máximos en Navidad (a ello debe su nombre). El Niño se produce cuando los vientos alisios amainan (aumento de la presión a nivel del mar en la región de Oceanía) y no arrastran el agua de la superficie oceánica hacia el oeste. Esta disminución evita la subida de aguas más frías en Sudamérica: persiste la termoclina (superficie que separa arriba/abajo las aguas de diferente temperatura y densidad) y la riqueza pesquera decae. Al mismo tiempo en Indonesia no sube tanto el nivel del mar y permite que las corrientes cálidas se desplacen hacia Sudamérica aumentando la temperatura en unos 4º C el valor medio. La disminución de la fuerza de los alisios permite que se formen nubes en las proximidades de Sudamérica provocando abundantes lluvias. Simultáneamente en Indonesia se produce un periodo de sequía y abundantes incendios. Los efectos de El Niño se dejan sentir en el resto del mundo. Por ejemplo, el más intenso en 1997 1998, constatado por primera vez con medidas de la temperatura del agua del mar efectuadas a través de satélites, dio lugar a: 1. Aumentos de la temperatura atmosférica media de 0,44 °C, 2. Lluvias torrenciales e inundaciones en Perú, Mozambique, Zambia y Kenia, graves tormentas en California y sequías en Brasil, África Meridional, Indonesia y Filipinas. 8 4.5.2. Olas Son movimientos ondulatorios de la superficie marina provocados por la fricción del viento; éste transmite energía al agua, cuyas partículas superficiales describen un movimiento aproximadamente circular. Se propagan a una velocidad de unos 25 km/h, pero la masa de agua no se desplaza, pues cada partícula vuelve a su punto de partida al término de cada oscilación. Cuando las olas chocan oblicuamente contra la costa, la traslación adquiere una componente paralela a ella, llamada deriva litoral. 4.5.3. Mareas Son variaciones periódicas del nivel del mar causadas por la fuerza de atracción de la Luna y el Sol. Debido a su menor distancia, la atracción lunar es unas 2,2 veces mayor que la solar. La marea lunar tiene un período de 12 h 30 m, que es el tiempo que transcurre entre dos estados consecutivos de máximo nivel (pleamar) o de mínimo nivel (bajamar). La amplitud de la marea, suele oscilar entre dos y tres metros en los océanos y mares abiertos como por ejemplo, el Cantábrico; en cambio en mares cerrados, como el Mediterráneo, es casi imperceptible. La máxima elevación se produce en el punto de la hidrosfera más próximo a la Luna, donde la atracción es máxima, y en el diametralmente opuesto, donde la atracción es mínima. Este aumento de nivel en dichos puntos se compensa con el descenso en los intermedios. Al girar la Tierra, estas posiciones se van alternando cada 6 h 15 m. Al ascender la marea, y hasta alcanzar el nivel de la pleamar, se produce una corriente hacia el continente (flujo), mientras que al descender la marea, y hasta la bajamar, la corriente se dirige hacia el mar (reflujo). Este fenómeno da lugar a una mezcla de aguas dulces y saladas en la desembocadura de los ríos, especialmente en rías y estuarios. Pleamar Cuando el Sol se encuentra en línea recta con la Tierra y la Luna, su acción se suma a la de esta última, y se producen las mareas vivas de máxima amplitud, mientras que si los dos astros se hallan en ángulo recto respecto a la Tierra, sus efectos se contrarrestan y se forman unas mareas de escasa amplitud llamadas mareas muertas. 9 4.6. Contaminación de la hidrosfera La contaminación del agua es: 1) Según la Ley de Aguas, «la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas, art. 85). 2) La OMS afirma que «el agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural». 3) La Carta del Agua del Consejo de Europa del año 1968 se indica que «la contaminación consiste en una modificación, generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural». Del análisis de las definiciones propuestas podemos deducir que: 1. La contaminación del agua se debe al vertido de sustancias o formas de energía, que alteran su composición natural y, por tanto, su calidad. 2. El grado de contaminación viene dado por el uso al que se destine. 3. La contaminación del agua es ocasionada generalmente por la acción directa o indirecta del ser humano. 4. La contaminación del agua provoca daños en los seres vivos, la salud humana y los ecosistemas. El agua, con su gran poder de disolución, puede albergar, por unidad de volumen muchos más contaminantes que el aire. El agua natural es incolora, inodora e insípida, es por ello que cuando presenta color, olor o sabor es debido a algún tipo de contaminación de procedencia muy diversa. Se usa profusamente en la industria, la ganadería y en las ciudades como elemento de limpieza. Los asentamientos humanos están siempre cerca del agua, bien en la proximidad de los ríos y lagos, bien en la costa. Las masas de agua constituyen el entorno natural más próximo donde verter nuestros residuos. Los ríos las arrastran aguas abajo, alejándolos de nuestra vista. Y los mares constituyen el vertedero ideal: inmensos y profundos, alejarán de nuestra vista toda contaminación Origen de la contaminación: En función del modo en que se produce podemos distinguir entre: Difusa: aparece en zonas amplias y no tiene foco emisor concreto, por ejemplo la contaminación natural. Puntual: se produce por un foco emisor determinado y afecta a una zona concreta ej: vertido de aguas residuales, industriales o domésticas. Antrópica 10 Fuentes y tipos de contaminación: 1. Natural (aguas de la lluvia y de escorrentía superficiales o subterráneas): Sin la intervención humana, por ej: gases atmosféricos, agua de deshielo, polen, esporas, hojas secas, excrementos. En su mayor parte son eliminados por autodepuración. (conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que de un modo natural tienen lugar en una masa de agua para conseguir la destrucción de todos los contaminantes incorporados a ella.) 2. Producida por el hombre Por su naturaleza puede ser: a) Física b) Química orgánica c) Química inorgánica d) Biológica Por el origen de la contaminación: según los diferentes sectores: a) Urbano b) Agrícola c) Ganadero d) Industrial a) Contaminación física: Contaminación por la temperatura: (aumento o disminución) Procedencia: Actividades industriales que emplean el agua como refrigerantes (ej.: las energéticas). En embalses, el agua de las turbinas vertida al río posee una temperatura superior. Efectos: Con un aumento de 5 a 10º C se reduce la cantidad de oxígeno disuelto. Desaparición de especies condicionadas a unos límites de temperatura. Variación en los ciclos de crecimientos de algunas especies. Reproducción anormal de algunas especies de agua fría, como la trucha o el salmón. Materiales en suspensión: Inorgánicos: (lodos, arenas, gravas) y Orgánicos: restos animales y vegetales Procedencia: Aguas residuales domésticas e industriales (orgánicos) Erosión del suelo (inorgánicos) Infiltraciones incontroladas (ambos) Efectos: Aumento de turbidez que impide el paso de luz y afecta a la actividad fotosintética. Alteraciones de las cadenas tróficas. Dificultad en la movilidad, filtración y respiración de organismos acuáticos. Alteraciones respiratorias producidas por la degradación y emisión de gases tóxicos. Modificación de las propiedades físicas del agua (olor, color, sabor.) 11 Radiactividad (partículas radiactivas) Procedencia: Centrales nucleares, procedentes de los circuitos de refrigeración. Residuos radiactivos. Isótopos radiactivos (se utiliza en el tratamiento de tumores malignos). Se encuentra de forma natural en las rocas procedente de la desintegración del uranio. Efectos Acumulación en lodos de ríos, embalses y fondos oceánicos. La inhalación de radón puede ocasionar cáncer de pulmón. b) Contaminación química orgánica: 1. Carbohidratos, grasas animales, aceites y proteínas Origen: Aguas residuales domésticas e industriales Efectos: Olores Alteraciones en las cadenas tróficas. Trastornos digestivos 2. Petróleo, fenoles (compuesto orgánico aromático procedente del alquitrán de la hulla) Origen: Vertidos industriales Efectos: Alteraciones en las cadenas tróficas. Trastornos digestivos 3. Pesticidas Origen: Actividades agrícolas Efectos: Variaciones de color. Toxicidad 12 c) Contaminación química inorgánica 18 - 01 – 2011 Contaminantes inorgánicos Procedencia Efectos Cloruros (Cl-) Agua de suministro, aguas residuales Salinidad: La bajada del nivel freático y la domésticas e intrusión marina intrusión marina. Sabor Por reducción del azufre y sulfatos. Acción bacteriológica anaerobia (reducción) Sulfuros ( S=) Descomposición restos Nitritos: actividad bacteriológica Nitritos y animales y vegetales Nitratos: contaminación agrícola. Metahemoglobinemia infantil. (se unen al Fe2+ de la hemoglobina transformándolo Vertidos agrícolas y Nitratos en Fe3+ incapaz de transportar oxígeno) (NO2 ; NO3 ) ganaderos Aniones Aguas residuales domésticas Eutrofización: aumento producción vegetal. = Las espumas dificultan el intercambio gaseoso Fosfatos (PO4 ) Detergentes en aguas domésticas y (Fósforo) aguas residuales agrícolas (abonos) del agua, afectan a tejidos blandos y mucosas. Procesos de Eutrofización Purgante Sulfatos (SO4=) Aguas residuales domésticas e (Azufre) industriales Eutrofización: Sodio (Na+) Disolución sales Salinidad Dureza del agua: Se denominan aguas blandas a las que poseen una concentración menor de 50 mg/l de CaCO3 y duras > de 200 mg/l. OMS recomienda entre 100 y 500 mg/l. Las aguas Ca2+ y Mg2+ Cationes duras producen poca espuma con el jabón, cuecen mal las legumbres y dejan residuos incrustados en tuberías y calderas. Amonio (NH4 +) Metales pesados: Hg, Pb, Zn, Cd, Cu pH alto ó bajo GASES Sulfuro de H Metano (CH4) Fertilizantes Nitrificación (Oxidación) Las sales de los metales tienen efectos muy graves. Vertidos Envenenamiento por mercurio. (Bioacumulación: acumulación, en industriales vísceras y tejidos de metales pesados con efectos tóxicos). Cd, alteraciones en el riñón Vertidos industriales Alcalinidad o acidez del medio Procedencia Efectos Descomposición de aguas residuales domésticas Descomposición materia orgánica de los pantanos. Variaciones en olor y sabor Hidrocarburos Bioacumulación (química inorgánica): Algunos pesticidas tienen estructuras químicas muy estables y tardan años en descomponerse a formas menos tóxicas. En muchos casos estos productos son, además, difíciles de eliminar por los organismos porque son poco solubles en agua y tienden a acumularse en los tejidos grasos (metales). Cuando unos organismos van siendo comidos por otros el pesticida se va acumulando en mayores proporciones en los tramos finales de la cadena trófica. De esta forma un pesticida que se encuentra en concentraciones muy bajas, nada peligrosas, en un bosque o un lago, termina estando en concentraciones decenas o cientos de veces más altas en los tejidos grasos de los animales, como aves rapaces o peces o mamíferos depredadores que están situados en lo más alto de la cadena trófica. Eutrofización (química inorgánica) Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes (fosfatos y nitratos). Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido. 13 Lago o laguna oligotrófico: Cuando es pobre en nutrientes. Tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas como las truchas. Lago o laguna mesotrófico presenta un nivel intermedio de productividad. Estos lagos tienen comúnmente aguas claras y mantienen lechos de plantas acuáticas sumergidas, y niveles medios de nutrientes. El término mesotrófico también se aplica a hábitats terrestres, donde los suelos mesotróficos tienen niveles moderados de nutrientes. Lago o laguna eutrófica: Al ir cargarse de nutrientes crecen las algas en gran cantidad con lo que el agua se enturbia. Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por las bacterias con lo que se gasta el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco ventiladas. El fondo del lago se va rellenando de sedimentos y su profundidad va disminuyendo. En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas acompañadas de malos olores Nutrientes que eutrofizan las aguas Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de N y P en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En el caso del nitrógeno, una elevada proporción llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales. Con los vertidos humanos esta cantidad (el fosfato) sube mucho. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. Fuentes de eutrofización a) Eutrofización natural.- La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes. b) Eutrofización de origen humano.- Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Principales fuentes de eutrofización: los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos. Medida del grado de eutrofización (parámetros) Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada se suele medir el 1) Contenido de clorofila de algas en la columna de agua 2) Contenido de fósforo y de nitrógeno 3) Valor de penetración de la luz. Medidas para evitar la eutrofización 1. Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos. 2. No abonar en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. 3. Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos físicos, biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno. 4. Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura. 5. Reducir las emisiones de NOx y amoniaco 14 Salinización de un acuífero próximo a la zona costera (contaminación química inorgánica): Intrusión marina: Los acuíferos que desaguan en el mar conservan el agua dulce gracias a la presión. La sobreexplotación del acuífero reduce la presión que ejerce el agua dulce sobre la salada y se produce la intrusión del agua del mar. Si se realiza una perforación para extraer el agua puede ocurrir que en el caso de que la extracción se realice de forma moderada el acuífero puede recuperarse (tiempo de recarga) dentro de sus parámetros de equilibrio. Si estamos en una zona turística con una extracción de agua considerable (sobreexplotación) , el acuífero no puede renovarse (al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga) y por lo tanto el peso que ejerce el acuífero para mantener la línea de interfase se desplaza hacia el continente y de esta manera se corre el riesgo de salinizar el pozo (intrusión marina) ya que durante la extracción del agua se genera un cono de succión cuyo radio de influencia puede hacer que atraiga el agua salada y se establezca un flujo permanente salinizando el pozo. 15 La contaminación de los mares (física, química y biológica) El vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. La capacidad que tienen los mares para enmascarar disueltas una gran cantidad de sustancias, unido a su tamaño y profundidad y al hecho de que no constituyen el medio donde vivimos, hacen que la sociedad no haya considerado la contaminación marina como una preocupación prioritaria. Los vertidos pueden ser: 1. Propios de las actividades marinas (hidrocarburos de los barcos y plataformas marinas) 2. Vertidos directos desde la costa (urbanos, agropecuarios, industriales) 3. Vertidos a través de los ríos (los ríos recogen aguas residuales de todos tipos desembocando en el mar contaminadas) (vertidos urbanos, de los bosques de las tierras de cultivo) 4. Los accidentes marítimos son responsables de alrededor de un 5% de los hidrocarburos vertidos en el mar En los fondos oceánicos hay, en este momento, decenas de miles de barriles con sustancias como plutonio, cesio o mercurio, resultado de décadas de uso del océano como vertedero para grandes cantidades de desechos. Por ejemplo, como consecuencia de los accidentes sufridos por diversos barcos de guerra desde 1956 hasta 1989, ocho reactores nucleares completos, con todo su combustible, y 50 armas nucleares, se encuentran en el fondo de diversos mares del globo. El exceso de aporte de nutrientes causa eutrofización en grandes zonas marítimas. En la desembocadura del Mississippi se ha perdido gran parte de su fauna como consecuencia del enriquecimiento de nutrientes continuado por el excesivo crecimiento de las algas y del empobrecimiento en oxígeno provocado por la putrefacción de estas algas. El problema de la contaminación marina se agrava en mares cerrados, estuarios y bahías, donde la falta de corrientes favorece la concentración de contaminantes. Disolviéndose o emulsionándose Las fracciones más volátiles se evaporan formando agua y CO2 Asimilado por organismos Y degradado por bacterias Se depositan los más pesados: aceite y alquitrán Medidas correctoras (Biorremediación): método más eficaz y ecológico, en la actualidad en desarrollo y que se basa en la siembra de poblaciones bacterianas, hongos, o las enzimas derivadas de ellos junto a un sustrato inerte y que degradan selectivamente los hidrocarburos al emplearlos en el metabolismo. 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. 16 d) Contaminación biológica del agua El medio acuático constituye el medio idóneo para el desarrollo de seres vivos unicelulares o pluricelulares sencillos. Hay organismos acuáticos adaptados a todo tipo de condiciones, desde aguas termales a más de 60ºC hasta organismos que sobreviven en los hielos polares. Tipo de organismo contaminante Enfermedad Síntomas Bacteria (Vibrio cholera) Cólera Vómitos y diarrea agudos Bacteria (Salmonella typhi) Tifus Vómitos y diarrea agudos Virus Hepatitis A Fiebre, dolores de cabeza e inflamación del hígado Protozoarios parásitos (Plasmodium malariae) Paludismo Fiebres recurrentes, infección Gusanos parásitos (nemátodos) (Schistosoma sp.) Esquitosomiasis Fatiga crónica, anemia y hemorragias. Contaminación del subsuelo (acuíferos) por la filtración de productos contaminantes disueltos (contaminación biológica) A) Originalmente el flujo de salida de la fosa séptica se alejaba del pozo pequeño B) El intenso bombeo de un segundo pozo cambió la pendiente del nivel freático, haciendo que el agua subterránea contaminada fluyera hacia el pozo pequeño A) Aunque el agua contaminada ha viajado más de 100 metros antes de alcanzar el pozo 1, se mueve demasiado deprisa a través de la caliza carstificada (con grietas) para ser purificada B) Conforme la descarga desde el pozo séptico percola (circula) a través de la arenisca permeable, es purificada en una distancia relativamente corta. 17 3. Contaminación del agua producida por el hombre según diferentes sectores: a) Origen urbano (doméstico): resultado del uso del agua en viviendas, comercios y servicios. Domésticas: Aguas grises: lavado de ropa y uso personal (lejías, detergentes, cosméticos, etc Aguas negras: residuos fecales Aguas de limpieza de las ciudades Hidrocarburos (lubricantes, anticongelantes, asfaltos, etc., todos ellos derivados de las infraestructuras y uso del automóvil) Metales, restos orgánicos.. b) Origen Agrícola: derivada del uso de biocidas (insecticidas, herbicidas y fungicidas), fertilizantes y abonos (nitratos, fosfatos, sulfatos) que pueden llegar al subsuelo contaminando las aguas subterráneas. Las industrias agroalimentarias, empresas dedicadas a la elaboración de alimentos procedentes principalmente de la agricultura, también aportan al agua una elevada carga de materia orgánica. c) Origen Ganadero: Heces y purines del ganado, desinfectantes, pesticidas. Aquellas que no cuentan con sistemas de alcantarillado que recojan las aguas residuales y puedan permitir su tratamiento. d) Origen Industrial: Es una de las que produce un mayor impacto, por la gran variedad de materiales y fuentes de energía que pueden aportar al agua. Las más contaminantes son las petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimenticias, textiles y las industrias mineras. Las mareas negras, ocasionadas por el vertido de petróleo crudo sobre el mar, principalmente como consecuencia de accidentes de los grandes buques petroleros o como resultado de su limpieza Algunos de los productos contaminantes son: Carbohidratos, metales pesados, incremento del pH, incremento de la temperatura, aceites, proteínas, grasas, petróleo, fenoles 4.7 Parámetros que determinan la calidad del agua (físicos, químicos y biológicos) La calidad del agua se define en función del uso a que va a ser destinada (para beber, riego, baño) mediante el establecimiento de una serie de cualidades (olor, sabor, etc.) o en relación con su estado natural. Los parámetros son indicadores de las características y propiedades que los diferentes contaminantes pueden proporcionar al agua, por lo que son de utilidad para determinar el grado y origen de las alteraciones de su calidad. 4.7.1. Parámetros físicos: Destacan la transparencia o la turbidez, en función de la presencia de partículas sólidas o microorganismos, el color, el sabor y el olor, debidos a la existencia de materia orgánica, y la conductividad eléctrica, que depende de la cantidad de sales disueltas y es proporcional a los sólidos disueltos totales y sólidos en suspensión. 4.7.2. Parámetros químicos: Son los más útiles para determinar la calidad del agua Oxígeno disuelto (OD): (oxígeno disuelto): Es la medida del oxígeno disuelto en agua, expresado normalmente en ppm . La solubilidad del oxígeno en el agua depende de la temperatura: a mayor temperatura, menos oxígeno se disuelve. Si el agua está contaminada, tiene muchos microorganismos y materia orgánica; la gran actividad respiratoria disminuye el oxígeno disuelto. Un OD alto indica que el agua es de buena calidad. Las aguas superficiales limpias están saturadas de O2 , pero si se realizan vertidos de material orgánico, esta cantidad disminuye al ser utilizado este elemento para su descomposición. 18 Demanda biológica de oxígeno DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): Es una medida de la cantidad de O2 que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica (oxígeno consumido en un volumen de agua, en un plazo fijo (5 días) y a temperatura estándar (15º C) y condiciones de oscuridad). Nos indica la materia orgánica presente en el agua, porque cuanta más hay, más activas estarán las bacterias aerobias y más oxígeno se consumirá. Si la DBO es alta, su signo es de contaminación y mala calidad del agua y a la inversa. Un DBO alto nos indicará contaminación Demanda química de oxígeno DQO: Para determinar si un vertido es orgánico o inorgánico Es un valor que se calcula sin seres vivos presentes y se considera valor normal o estándar. (Es un ensayo de oxidación de compuestos orgánicos por la acción de agentes químicos oxidados en un medio ácido y en presencia de catalizadores inorgánicos) Al relacionarlo con el DBO nos determina si es un vertido orgánico o inorgánico La relación DBO (materia orgánica) / DQO (sin seres vivos) < de 0,2 nos informa de un vertido de tipo inorgánico, mientras que si es > de 0,6 el vertido es orgánico COT: Es la medida del contenido total de carbono de los compuestos orgánicos. pH: Mide la acidez y basicidad del medio. La actividad biológica normal en el agua se desarrolla entre 6 y 8.5 Alcalinidad: Viene determinada por la presencia de iones bicarbonato o hidroxilo. Dureza: Se expresa en concentración de CaCO3, se debe a la presencia de iones Ca 2+ y Mg2+ y supone riesgos para la salud, como el aumento de cálculo renales. Se denominan aguas blandas a las que poseen una concentración menor de 50 mg/l de CaCO 3 y duras > de 200 mg/l. OMS recomienda entre 100 y 500 mg/l. Nitrógeno: En sus diferentes formas (orgánico, amoniacal, nitritos, nitratos). El nitrógeno orgánico [urea (NH3)2CO] y amoniacal nos indican contaminación reciente. 4.7.3. Parámetros biológicos Nos indican la cantidad de microorganismos que se encuentran en el agua Larva de Efímeras (Ephemeroptera) Aguas en proceso de contaminación. Indicadores biológicos Aguas limpias de contaminación (nº de bacterias por litro) Aguas contaminadas Cladophora (alga presente en aguas eutróficas) Chironomus (larva de mosquito) Gusanos tubifex (aguas muy contaminadas) Asellus (crustáceo) GRÁFICOS DE LOS PARÁMETROS (físicos, químicos y biológicos) Variaciones en las características de un cauce tras un vertido de aguas residuales O2 19 Parámetros químicos Asellus Parámetros biológicos (indicadores biológicos) 20 Sistemas de DEPURACIÓN de las AGUAS RESIDUALES (aguas sucias) Los sistemas de depuración de las aguas contaminadas o residuales consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua, una vez empleada para diferentes usos, con unas características físicas, químicas y biológicas lo más parecidas a su estado natural, al menos, con unas características que hagan posible que el receptor y sus mecanismos de autodepuración recuperen ese estado natural. 1. Depuración natural o blanda, (por procesos biológicos) Lagunaje. Reproducir los procesos de autodepuración. También están los filtros verdes a. b. c. 2. Lagunas aerobias (estanques excavados poco profundos y extensos) Lagunas anaerobias (profundos y pequeña extensión) Lagunas facultativas (combinan ambos procesos) Depuración tecnológica o dura ( procesos F-Q y biológicos). EDAR 1. 2. Depuración de aguas residuales a. Línea de agua 3. 4. Pretratamiento a. Desbaste (tamizado) b. Desarenado c. Desengrasado Tratamiento primario a. Decantación b. Coagulación – floculación Tratamiento secundario (procesos biológicos) a. Fangos o lodos activos b. Lechos o filtros bacterianos Tratamiento terciario: Desinfección (desinfección con cloración, ozonización o lámparas UVA) 1. 2. 3. Espesamiento de fangos (espesadores) Estabilización de fangos (digestores para formar biogás) Deshidratación b. Línea de fangos c. Línea de gas: Cogeneración (muy importante) 1. Depuración natural o blanda (procesos biológicos principalmente). LAGUNAJE Los sistemas de depuración natural se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales. Estos mecanismos requieren poco gasto de instalación y mantenimiento, puesto que apenas emplean equipos mecánicos o eléctricos, y son adecuados para aguas residuales procedentes de pequeños núcleos de población y zonas con pocos recursos económicos. Entre los métodos empleados destacamos el lagunaje, que consiste en la depuración biológica de aguas residuales mediante la construcción de lagunas artificiales, poco profundas, que se llenan con el agua, objeto de depuración. Ésta permanece allí durante meses, donde tiene lugar una sedimentación de materiales sólidos en suspensión y una degradación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia. El tiempo y la acción de estos microorganismos llevan a una depuración del agua contaminada. Existen tres tipos de lagunas según el proceso biológico que se lleve a cabo: a) Lagunas aerobias. Son estanques excavados en la tierra, poco profundos y de extensa superficie con el fin de facilitar los procesos de descomposición aerobia de la materia orgánica del agua residual. b) Lagunas anaerobias. Son estanques de pequeña superficie, pero muy profundos, para crear condiciones de anoxia que favorezcan los procesos de descomposición anaerobia. c) Lagunas facultativas. Combinan ambos procesos. 21 Existen otros sistemas como los filtros verdes, que consisten en terrenos cubiertos de vegetación arbórea de crecimiento rápido (chopos), sobre los que se realiza el vertido de aguas residuales y que por medio de los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo en los que intervienen los microorganismos que en él se encuentran, se produce su depuración. 2. Depuración tecnológica o dura (procesos físicos, químicos y biológicos): EDAR La depuración tecnológica se realiza en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), en las que se utilizan una serie de procesos físicos, químicos y biológicos con el fin de conseguir una concentración o transformación de los contaminantes presentes en el agua residual, de forma que éstos puedan ser eliminados o reducidos y se devuelva al receptor agua con alteraciones mínimas.. La ventaja que presentan respecto a los sistemas de depuración blanda es la mayor rapidez y el mayor volumen de la depuración. No todas las instalaciones y equipos de las plantas depuradoras son iguales, puesto que las características y procesos que realizan dependen de la naturaleza del agua residual a depurar, es decir, si procede exclusivamente de usos domésticos o si contiene vertidos agrícolas e industriales, y del volumen de agua residual que depurar (m3 /día). En una estación depuradora convencional podemos diferenciar: a) La línea de agua. (color azul en la figura). b) La línea de fangos, lodos o biosólidos. (color naranja en la figura). c) La línea de gas. (color rojo en la figura). a) Línea de agua: Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la instalación, pasando por distintos tratamientos, hasta su vertido final al receptor Los tratamientos que constituyen la línea de agua son: 1. Pretratamiento. Es la separación de sólidos que llegan al colector de entrada de la estación depuradora y cuya presencia en el agua podría ocasionar grandes alteraciones en conducciones y bombas de la instalación o impedir otras fases del tratamiento. a. Desbaste o retención (tamizado), a través de rejas gruesas o finas, de los materiales de gran tamaño y densidad (trapos, palos, hojas, plásticos, pañales..). Posteriormente, mediante una cinta transportadora, se depositan en contenedores para su transporte a vertederos municipales o incineradoras. b. Desarenado o sistema de circulación del agua en cámaras a velocidades controladas para provocar el depósito de arenas en el fondo y su posterior extracción y eliminación. Para evitar malos olores se procede a inyectar aire durante este proceso. 22 c. Desengrasado: eliminación de grasas, aceites y otros materiales flotantes como pelos o fibras. Al controlar la velocidad del agua, las grasas, menos densas, se quedan en la superficie. Además, la inyección de aire facilita aún más la permanencia en superficie de los materiales antes citados. Desarenado y desengrasado, se suelen realizar juntos. 2. Tratamiento primario. Separación de sólidos en suspensión y material flotante que no han sido retenidos en el pretratamiento. a. Decantación en los denominados decantadores primarios, que son tanques de forma circular o rectangular, con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos. b. Coagulación / floculación: Formación de flóculos o agregados de partículas por adición de productos químicos tales como sulfato de hierro, cloruro de hierro, polielectrolitos(5) Los flóculos formados se pueden eliminar por sedimentación, filtración o flotación dependiente del agente coagulante. 3. Tratamiento secundario. Es un conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica presente en el agua residual. - - Fangos o lodos activos, que consiste en colocar el agua residual en depósitos de grandes dimensiones bajo condiciones aerobias, de modo que las bacterias degraden la materia orgánica mediante procesos de oxidación. Para que todo este procedimiento se desarrolle con normalidad es necesario que se controle la cantidad de O 2 presente en los depósitos. Los lechos o filtros bacterianos, depósitos que contienen una extensa masa de materia inerte (piedras silíceas, fragmentos sintéticos), muy porosa y sobre la que se adhieren los microorganismos descomponedores formando una biopelícula. El agua residual se hace pasar a través del filtro, en forma de lluvia, y los microorganismos van degradando la materia orgánica. En los lechos bacterianos se mantienen condiciones aerobias gracias a la aireación natural a través de los poros. El agua depurada se recoge en su parte inferior. 4. Tratamiento terciario. Son métodos complementarios o alternativos, realizados para extraer materia orgánica suplementaria no eliminada anteriormente o para reducir nutrientes. Estos procedimientos resultan caros y se aplican en pocas estaciones depuradoras. Su empleo posibilitaría la reutilización del agua depurada. - Desinfección. Es un tratamiento final destinado a evitar problemas de salud debido a la existencia de bacterias y virus patógenos en el agua. Su utilización está en función del grado de eficacia de los tratamientos anteriores. Se suelen aplicar procesos como la cloración, que emplea cloro en forma de gas, la ozonización y el empleo de lámparas ultravioleta, aunque encarece el tratamiento. Como resultado de los procesos a que ha sido sometida el agua residual, se ha originado una concentración de contaminantes, de apariencia líquida, que se denominan fangos o lodos, cuyo tratamiento se realiza en la línea de fangos, como analizaremos a continuación. b) Línea de fangos / lodos o biosólidos: Resulta de concentrar los contaminantes presentes en el agua residual, que siguen un recorrido distinto dentro de la depuradora y tienen otros tratamientos Comprende los siguientes procesos: 5 Los electrolitos son componentes que tienden a separarse. Si se los coloca en agua, se separarán en iones positivos y negativos. La sal de mesa es un electrolito. 23 . Espesamiento de fangos. Su finalidad es reducir el volumen de los mismos eliminando la mayor parte del agua que contienen. . Estabilización de fangos. Se utiliza para eliminar la materia orgánica presente en ellos. Este proceso se puede realizar por vía aerobia o anaerobia. Se realiza en los digestores, que son depósitos cerrados donde tienen lugar reacciones de fermentación que estabilizan la materia orgánica, transformándola en ácidos y gases, como el metano y el dióxido de carbono, que forman el llamado biogás, utilizado en la actualidad en algunos procesos industriales como combustible. . Deshidratación. Se lleva a cabo mediante secado, filtros prensa y centrifugación, para eliminar el agua que todavía contienen los fangos. Estos pueden ser recogidos para su traslado a vertederos o sufrir procesos de incineración o fabricación de compostaje para su posterior aplicación a la agricultura. c) Línea de gas: Está formada por el proceso a que es sometido el biogás generado en el tratamiento de los lodos o fangos. El gas resultante de la digestión de fangos constituye la llamada línea de gas, ya que puede ser reutilizado para aportar parte de la energía que la planta depuradora necesita para su funcionamiento (cogeneración). El gas que no es utilizado se suele quemar en una antorcha que tienen las estaciones depuradoras. POTABILIZACIÓN Por agua potable se entiende la que es apta para el consumo humano. Esta agua debe cumplir unos criterios organolépticos y unos valores de concentración máxima de sustancias que garanticen su inocuidad al beberla. Real Decreto 1541 / 94 anexo I El agua natural posee unas características físicas, químicas y biológicas que impiden su uso directo en casos como el de la alimentación, y debe ser sometida a una serie de tratamientos y procesos que la conviertan en agua potable Tratamiento global: Consiste en aplicar diferentes procesos físicos (filtrado tamizado y sedimentación,) que permiten separar las partículas presentes en el agua por su tamaño, y procesos químicos, como la coagulación, para formar agregados de partículas y su posterior precipitación o flotación. Tratamiento especial: Como la desinfección, que puede realizarse de dos formas: a) La cloración, que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, es barato y fácil de controlar, pero presenta como inconveniente que aporta sabor desagradable al agua. El cloro actúa a nivel enzimático, bloqueando las funciones celulares de los microorganismos. Las cloraminas (compuesto que resulta de la unión del cloro con el amonio) se suelen emplear en estaciones de tratamiento alejadas de las zonas de consumo, ya que éstas permanecen mucho más tiempo en el agua que el cloro libre. b) Ozono y radiaciones ultravioleta son procedimientos caros, aunque más eficaces. El ozono tiene una acción inmediata sobre los virus. (Castellón) 24
