Desalinización Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce, especialmente en las áreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones centradas en conseguir métodos eficaces para eliminar la sal del agua del mar y de las aguas salobres. Como resultado, se han desarrollado varios procesos para producir agua dulce a bajo costo. Tres de estos procesos, caracterizados por incluir la evaporación seguida de la condensación del vapor resultante, son los siguientes: evaporación de múltiple efecto, destilación por compresión de vapor y evaporación súbita. Este último es el más utilizado; consiste en calentar el agua del mar e introducirla por medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora bruscamente; al condensarse el vapor se obtiene agua pura.
La congelación es un método alternativo. Tiene como base los diferentes puntos de congelación del agua dulce y el agua salada. Los cristales de hielo se separan del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten, convirtiéndolos así en agua dulce.
Otro proceso, la ósmosis inversa, consiste en el empleo de 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.
También existe la electrodiálisis, que se utiliza para desalinizar aguas salobres: cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos, que son extraídos pasando una corriente eléctrica a través de membranas aniónicas y catiónicas.
Un problema importante en los proyectos de desalinización es el costo de producir agua dulce. Ante esto, la mayoría de los expertos confía en obtener mejoras sustanciales para purificar agua ligeramente salobre, es decir, aquélla que contiene entre 1000 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.
Tratamiento de aguas Se define como agua residual aquella a la que se han incorporado productos de desecho. Las principales fuentes de aguas residuales son:
1. Aguas domésticas o urbanas (un área metropolitana estándar vierte un volumen de aguas residuales entre el 60 y el 80% de sus requerimientos diarios totales, el resto se usa para lavar coches y regar jardines, entre otros).
2. Aguas residuales industriales (la cantidad y naturaleza de los vertidos industriales es muy variada, dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga).
3. Aguas de usos agrícolas
4. Aguas pluviales (el agua de lluvia residual contiene concentraciones significativas de bacterias, elementos traza, petróleo y productos químicos orgánicos).
Si bien es cierto que en México el 90% de las aguas residuales proviene del uso doméstico e industrial, actualmente se otorga especial atención a las aguas residuales provenientes de usos agrícolas y pluviales, debido a que los escurrimientos de fertilizantes (fosfatos) y pesticidas representan los principales causantes del envejecimiento de lagos y pantanos, proceso denominado eutrofización.Se dice que un río, un lago o un embalse sufre eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Esto podría parecer positivo a primera vista. No obstante, cuando hay exceso de nutrientes en el agua, las plantas y otros organismos crecen en abundancia. Más tarde, cuando estos seres mueren y se pudren, llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, lo que disminuye drásticamente su calidad. El tratamiento de las aguas residuales es un proceso complejo que exige un importante esfuerzo para la evaluación de las necesidades de depuración, como la caracterización de las aguas residuales. Esto último se logra a partir de diversas mediciones físicas, químicas y biológicas, entre las cuales se incluyen la determinación del contenido en sólidos, la demanda bioquímica de oxígeno, la demanda química de oxígeno y el pH.
El término depuración se utiliza para nombrar los distintos procesos implicados en la extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados por el agua. La depuración cobró importancia progresivamente desde principios de la década de 1970, como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo sobre el problema creciente de la contaminación humana del medio ambiente (desde el aire hasta los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas) por los desperdicios domésticos, industriales y municipales.
Las estaciones depuradoras de aguas residuales constituyen un método convencional de tratamiento. Los objetivos de operación de estas estaciones son: · La eliminación de los desperdicios: grasas y aceites flotantes, arenas y, en general, todos los elementos gruesos que pueda contener el agua.
· La eliminación de los materiales decantables, tanto orgánicos como inorgánicos.
· La eliminación de la materia orgánica biodegradable disuelta en el agua.
· La estabilización y disposición de los fangos extraídos en los procesos.
De acuerdo a estos objetivos, la depuración consta de tres fases de tratamiento: primaria, secundaria y terciaria.
En la primaria se elimina un gran porcentaje de sólidos en suspensión y materia inorgánica.
En la secundaria se trata de reducir el contenido en materia orgánica, acelerando los procesos biológicos naturales.
La terciaria es necesaria cuando el agua va a ser reutilizada; elimina 99% de los sólidos y emplea varios procesos químicos para garantizar que el agua esté tan libre de impurezas como sea posible.
El proceso de depuración de aguas residuales tiene como producto principal el agua depurada que se incorpora a los cauces, pero también conlleva la generación de gran cantidad de subproductos, en especial los fangos ricos en materia orgánica que se producen en el tratamiento biológico y en las sucesivas decantaciones. Consulte nuestra sección Tratamiento de Aguas Residuales
PotabilizaciónLa Potabilización del Agua puede resumirse en los siguientes pasos:
Captación
La captación de aguas superficiales se realiza por medio de tomas de agua que se hacen en los ríos o diques.
El agua proveniente de ríos está expuesta a la incorporación de materiales y microorganismos requiriendo un proceso más complejo para su tratamiento. La turbiedad, el contenido mineral y el grado de contaminación varían según la época del año (en verano el agua de nuestros ríos es más turbia que en invierno).
La captación de aguas subterráneas se efectúa por medio de pozos de bombeo ó perforaciones.
En muchos lugares del mundo con alta o media precipitación y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria para consumo humano, se recurre al agua de lluvia como fuente de abastecimiento.
La captación de agua de lluvia en México y el mundo
La captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua para consumo humano y/o uso agrícola. En muchos lugares del mundo con alta o media precipitación y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria para consumo humano, se recurre al agua de lluvia como fuente de abastecimiento. Al efecto, el agua de lluvia es interceptada, colectada y almacenada en depósitos para su posterior uso.
La captación de agua de lluvia para consumo humano presenta las siguientes ventajas:
Alta calidad físico química del agua de lluvia,
Sistema independiente y por lo tanto ideal para comunidades dispersas y alejadas.
Empleo de mano de obra y/o materiales locales,
No requiere energía para la operación del sistema,
Fácil de mantener, y
Comodidad y ahorro de tiempo en la recolección del agua de lluvia.
A su vez las desventajas de este método de abastecimiento de agua son las siguientes:
Alto costo inicial que puede impedir su implementación por parte de las familias de bajos recursos económicos, y
La cantidad de agua captada depende de la precipitación del lugar y del área de captación.
En el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia es necesario considerar los factores técnicos, económicos y sociales.
El objetivo de este estudio es plantear la captación de agua de lluvia como una alternativa para la escasez de agua en el planeta, y principalmente en México, así como mostrarlo como una alternativa sencilla para su uso cotidiano en una casa habitación común, e incluso como parte del sistema de aguas de las distintas ciudades, todo esto en base a varios proyectos realizados dentro de territorio mexicano.
Conducción
Desde la toma de agua del río hasta los presedimentadores, el agua se conduce por medio de aqueductos ó canales abiertos.
Esta etapa se realiza en piletas preparadas para retener los sólidos sedimentables (arenas), los sólidos pesados caen al fondo. En su interior las piletas pueden contener placas o seditubos para tener un mayor contacto con estas partículas. El agua pasa a otra etapa por desborde.
Agregado de productos químicos
El agregado de productos químicos (coagulantes) se realiza para la desestabilización del coloide o turbiedad del agua.
Floculación
En los floculadores que pueden ser mecánicos o hidráulicos, se produce la mezcla entre el producto químico y el coloide que produce la turbiedad, formando los floc.
Los floculadores mecánicos son paletas de grandes dimensiones, y velocidad de mezcla baja. Son hidráulicos con canales en forma de serpentina en la cual se reduce la velocidad de ingreso del agua produciendo la mezcla.
Sedimentación
La sedimentación se realiza en decantadores o piletas de capacidad variable, según la Planta Potabilizadora. En ellos se produce la decantación del floc, que precipitan al fondo del decantador formando barros. Normalmente la retención de velocidad del agua que se produce en esta zona es de 40 minutos a una hora.
Los decantadores o sedimentadores es su tramo final poseen vertederos en los cuales se capta la capa superior del agua – que contiene menor turbiedad – por medio de estos vertederos el agua pasa a la zona de filtración.
Filtración
Un filtro está compuesto por un manto sostén: piedras, granza y arena.
La filtración se realiza ingresando el agua sedimentada o decantada por encima del filtro. Por gravedad el agua pasa a través de la arena la cual retiene las impurezas o turbiedad residual que queda en la etapa de decantación.
Los filtros rápidos tienen una carrera u horas de trabajo de aproximadamente 30 horas.
Una vez que el filtro colmató su capacidad de limpieza, se lava ingresando agua limpia desde la parte inferior del filtro hacia arriba, esto hace que la suciedad retenida en la arena, se despegue de la misma.
Desinfección
Una vez que el agua fue filtrada, pasa a la reserva, allí se desinfecta según distintos métodos. El más usado es el agregado de cloro líquido. El cloro tiene la característica química de ser un oxidante, lo cual hace que se libere oxígeno matando los agentes patógenos, por lo general bacterias anaeróbicas.
Otros desinfectantes utilizados son: hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio (pastillas), ozono, luz ultravioleta, etc.
Durante todo el proceso de potabilización se realizan controles analíticos de calidad.
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