SISTEMAS DE MEJORAMIENTO AMBIENTAL

William Vicente y RodríguezInstituto de Ingeniería, UNAM

Ciudad Universitaria, edif. 5, cub. 322Tel. 56223324, ext. 32wvr@vortex.iingen.unam.mx

OBJETIVO:Analizar el funcionamiento de diversos sistemas industriales para determinar suscondiciones de operación e implementar programas para su mejoramiento,evitando así, desperdicios de energía y recursos y su impacto en el medioambiente.

TEMA 1. INTRODUCCION

ECOLOGIA

Es el estudio de la relación entre los organismos y su medio ambiente físicoy biológico. El medio ambiente físico incluye la luz y el calor o radiaciónsolar, la humedad, el viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y losnutrientes del suelo, el agua y la atmósfera.

El medio ambiente biológico está formado por los organismos vivos,principalmente plantas y animales.

Estos son algunos de los acontecimientos que promovieron la aparición dela Ecología como una ciencia nueva, de carácter multidisciplinario yholístico.

1756, 1880-1910:

Buffon, Darwin y Wallace sientan los fundamentos de la Ecología. Base de lahistoria natural.

1913:Berna. Primera Conferencia Internacional sobre protección de los paisajesnaturales. A principios de siglo se reconoce a la Ecología como la cienciaque estudia los problemas de poblaciones y comunidades.

1687, 1618, 1925 y 1926:A. Leewenhoek, T. Malthus, R. Pearl y B. Volterra, respectivamente, hacenplanteamientos relativos al aumento matemático del tamaño poblacional.

1927:C. E. Elton desarrolla el concepto de nichos y pirámides ecológicas.

1958:Congreso para la conservación de la naturaleza y sus recursos, en Atenas.

1969:Suecia propone a la ONU que se realice la primera conferencia sobre elmedio ambiente humano.

1972:Se crea en Suecia el PNUMA (Programa de las Naciones Unidas para elMedio Ambiente) en el que México representa a El Caribe y América Latina.

CONCEPTOS

Ecosistemas

No puede definirse dentro de unos parámetros rígidos, pues sus fronterasson los límites en que no es posible la vida. En sentido amplio, el PlanetaTierra constituye un ecosistema, de enorme complejidad y riqueza. Sinembargo, se ha optado por dividirlo, se habla así del ecosistema acuático ydel terrestre. El primero puede ser agua dulce (ríos, lagos) o salada, (mares,océanos), y dentro del segundo están los ecosistemas de diversos tipos demedios: desierto, pradera, bosque. Y dentro del bosque, un árbol puedeconsiderarse como un sistema restringido, y a su vez, una charca quealberga organismos diminutos, configura un diminuto ecosistema.

El conjunto de organismos vivos de un ecosistema recibe el nombre deBiocenosis; y el medio en que vive la biocenosis recibe el nombre deBiotopo.

La biosfera:

El delgado manto de vida que cubre la Tierra recibe el nombre de biosfera.Para clasificar sus regiones se emplean diferentes enfoques.Biosfera, capa relativamente delgada de aire, tierra y agua capaz de darsustento a la vida, que abarca desde unos 10 km de altitud en la atmósferahasta el más profundo de los fondos oceánicos. En esta zona la vidadepende de la energía del Sol y de la circulación del calor y los nutrientesesenciales.La biosfera ha permanecido lo suficientemente estable a lo largo de cientosde millones de años como para permitir la evolución de las formas de vidaque hoy conocemos.Las divisiones a gran escala de la biosfera en regiones con diferentespatrones de crecimiento reciben el nombre de regiones biogeográficas.

Poblaciones y comunidades:

Las unidades funcionales de un ecosistema son las poblaciones deorganismos a través de las cuales circulan la energía y los nutrientes.

Una población es un grupo de organismos de la misma especie quecomparten el mismo espacio y tiempo.

Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas.Estas poblaciones interdependientes forman una comunidad, que abarca laporción biótica del ecosistema.

Educación y Formación Ambiental

1. Lograr un cambio profundo en las estructuras, en la forma de análisis y enla gestión de las cuestiones referentes al medio, volviendo la capacidaddecisoria a la comunidad directamente afectada en cada caso.

2. Conseguir que en la planificación (económica, social, urbanística, etc.) setenga en cuenta prioritariamente los conocimientos que la ciencia de laecología pueda aportar.

3. Lograr el establecimiento de principios éticos relativos a las relaciones delhombre entre sí y con el medio, que constituyan un punto de referenciauniversalmente aceptado en toda toma de decisiones sobre aspectos delmedio ambiente.

4. Establecer un tipo de educación en el que la metodología utilizada sea ladel contacto directo con la realidad circundante, de forma que el entornocomo un todo estructurado y lleno de interrelaciones, sea el objeto deestudio en los diferentes ámbitos del aprendizaje y de la investigación.

Recursos Naturales

Son los materiales o productos que proporciona la naturaleza y que el hombrepuede usar y manejar para obtener de ellos cierta ventaja

Recursos no renovables

Son aquellos que no pueden regenerarse y su explotación debe basarse en elcriterio de que pueden agotarse para siempreEjemplos:

Yacimientos minerales, combustibles fósiles (hulla, petróleo, gasnatural), combustibles nucleares (uranio)

Recursos renovablesSon los que tienen la posibilidad de regenerarse mas o menos en un tiempo breve,su explotación inadecuada puede causar extinción de las especies, hasta el puntode que ya no sea posible regenerar

Ejemplos Tortuga marina, el venado cola blanca, el jaguar, elhenequén, el mármol, los mangles, etc.

Recursos Naturales renovables

Vegetales

El efecto destructivo de la tala debosques comenzó a adquiririmportancia al aumentar lapoblación humana dando paso a ladeforestación. La destrucción de lamasa forestal en todo el planetaconstituye en la actualidad una delas principales amenazas para elequilibrio del ecosistematerrerestre alterando elcalentamiento de la superficie yfavorenciendo el proceso dedesertización a causa de los efectoserosivos de la lluvia y otrosmeteoros que actúan sobre unterreno desprovisto de protecciónvegetal.Aunque haya en algunos lugaressistemas de reforestación, lariqueza biológica se ve mermadapor la pérdida de biodiversidad yempobrecimiento del ecosistema

Animales

Los animales domésticos en símismos no constituyen unelemento perturbador para elmedio, pero al ser objeto de cría seconvierte en un factor muynegativo para el medio ambiente.Su necesidad de espacio conlleva ala deforestación para crear pastos,lo que va reduciendo el hábitat dela fauna y la flora autóctonas,poniendo en peligro de extinciónespecies que antaño eranabundantes, como el lobo y el oso.Ya sea por moda, propiedadescurativas, medicinales o exóticas,miles de animales mueren cadaaño, en manos de mercaderes sinescrúpulos que ante los altosprecios pagados, no dudan enexpoliar hasta los últimos refugiosde la vida salvaje. Laresponsabilidad última está enaquellos que adquieren dichosanimales, sus pieles, cuernos oplumas, pues al final es la fuerte

demanda lo que impulsa estecomercio.La aplicación práctica para laprotección de especies y su hábitatse enfrenta a muchas dificultades ya poderosos intereses económicos,a la ausencia de medios para llevara la práctica las medidasconservacionistas y a las presionesde grupos poderosos quefavorecen la explotación de lospaíses pobres.

Reservas Naturales

Los parques nacionales y reservas naturales son áreas seleccionadaspor los gobiernos o por organizaciones de carácter privado paraprotegerlas de manera especial contra el deterioro y la degradaciónmedioambiental.Los criterios de selección obedecen a variadas razones, desde la bellezanatural del entorno al interés científico de la región, pasando por lapreservación de aquellas zonas que constituyen el hábitat de especiesprotegidas o amenazadas y la consideración de una región comopatrimonio cultural de un país.

En algunas ocasiones, también se tiene en cuenta la necesidad deproporcionar al público un lugar de esparcimiento.

Contaminación

Al aumentar la población y la cantidad de energía usada por cadapersona, el total de demanda de energía ha aumentado a un ritmo muyrápido. Esto se refleja en la contaminación del aire causada por las

chimeneas de las fábricas y plantas generadoras que quemancombustibles y por el escapa de los automóviles.

La contaminación es un cambio indeseable en las características físicas,químicas o biológicas de nuestro aire, nuestra tierra y nuestra agua quepuede afectar o afecta a la vida humana o de especies deseables; o quepuede agotar o deteriorar nuestros recursos de materias primas.

Contaminantes son residuos de las cosas que hacemos, usamos odesechamos. La contaminación aumenta no solo porque al aumentar lapoblación se hace menor el espacio a disposición de cada persona, sinotambién porque las demandas por persona están aumentandocontinuamente, de modo que cada una arroja a la basura cada vez másaño tras año.

Al estar más poblada la Tierra, no hay ya un espacio libre."El cubo de la basura de una persona es el espacio vital de la otra".

OTROS CONCEPTOS

Agente patógeno

virus, basteria, hongos, gusano o cualquier otro ser vivo capaz deproducir una enfermedad.

Agroquímico

compuesto utilizado en el campo como fertilizante o como plaguicida.

Aprovechamiento sustentable

La utilización de los recursos naturales en forma que se respete laintegridad funcional y las capacidades de carga de los ecosistemas delos que forman parte dichos recursos, por periodos indefinidos

Autodepurar

acción parcial de "autolimpieza" de un ambiente acuático en el tiempo,a partir de la descarga de un contaminante.

Bactericidasustancia que mata bacterias.

Biocidacompuesto venenoso que daña o mata a organismos vivos.

Biodegradablesustancias que se descompone por la acción biológica, principalmentede bacterias, que la transforman en sustancias más sencillas.

Biodiversidad

La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos,entre otros, los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemasacuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte;comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies yde los ecosistemas;

Biorresistentesustancia que permanece inalterable durante mucho tiempo en losecosistemas. Puede ser no biodegradable o biodegradable sólo alargo plazo.

BiotecnologíaToda aplicación tecnológica que utilice recursos biológicos,organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación deproductos o procesos para usos específicos

Cadena alimentaria

sucesión de seres vivos en los que siempre el precedente es comidopor el posterior. El primer eslabón suele ser un vegetal que sirve dealimento a un herbívoro o consumidor primario carnivoro (u omnívoroque tuviera carne en su dieta). Los siguientes son el consumidorsecundario, terciario y, raramente, cuaternario.

Ciclo de la materia

sucesión cíclica de elementos químicos y sustancias esenciales parala vida que sufren transformaciones en la naturaleza. Ningún elementopresente en ellos se pierde de los ecosistemas, sólo se recombina,constituyendo sustancias diferentes.

-Cidasufijo que significa "que mata a".

Clorofilacompuesto presente en todas las plantas verdes, muy activo en elproceso de fotosíntesis.

Comunidadconjunto de poblaciones animales y vegetales que habitan un áreadeterminada.

Consumidor primarioanimal que se alimenta de vegetales, productores primarios. Son todoslos herbívoros, como por ejemplo vacas, caballos o conejos.

ContaminanteToda materia o energía en cualesquiera de sus estados físicos yformas, que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo,flora, fauna o cualquier elemento natural, altere o modifique sucomposición y condición natural;

Contingencia ambientalSituación de riesgo, derivada de actividades humanas o fenómenosnaturales, que puede poner en peligro la integridad de uno o variosecosistemas

ControlInspección, vigilancia y aplicación de las medidas necesarias para elcumplimiento de las disposiciones establecidas en algúnordenamiento.

Desarrollo SustentableEl proceso evaluable mediante criterios e indicadores del carácterambiental, económico y social que tiende a mejorar la calidad de viday la productividad de las personas, que se funda en medidas

apropiadas de preservación del equilibrio ecológico, protección delambiente y aprovechamiento de recursos naturales, de manera que nose comprometa la satisfacción de las necesidades de las generacionesfuturas.

Descomponedororganismo vivo capaz de "reciclar" los restos vegetales y animales enla naturaleza, transformando compuestos orgánicos en sustanciasmenos complejas.

Desequilibrio ecológicoLa alteración de las relaciones de interdependencia entre loselementos naturales que conforman el ambiente, que afectanegativamente la existencia, transformación y desarrollo del hombre ydemás seres vivos.

Dióxido de carbonogas producido por la combustión completa de carbón u otro materialorgánico. Fórmula: CO2.

Dosis letalcantidad de veneno necesaria para matar a un ser vivo.

Eficiencia ecológicacapacidad óptima de adaptación y de utilización de los recursos en unecosistema para lograr un máximo aprovechamiento de la materia y laenergía.

Efluenteconjunto de líquidos o gases que salen de un sistema.

Embalselago artificial endicado que se llena como resultado de la construcciónde un presa en un río.

Equilibrio dinámicoen ecología es un estado de las poblaciones animales y vegetales enel cual las interacciones con los factores físicos y químicos del medio yla utilización de los recursos hacen que se produzcan sólo mínimasvariaciones en el ecosistema.

Equilibrio ecológicoLa relación de interdependencia entre los elementos que conforman elambiente que hace posible la existencia, transformación y desarrollodel hombre y demás seres vivos;

Emergencia ecológicaSituación derivada de actividades humanas o fenómenos naturalesque al afectar severamente a sus elementos, pone en peligro a uno ovarios ecosistemas;

Erosióndesgaste del suelo por acción de diversos factores naturales como losvientos (erosión eólica), lluvias (erosión pluvial), ríos (erosión fluvial).Las dos últimas forman parte de la erosión hídrica.

Escurrimiento superficialmovimiento del agua desde una mayor altura a otra menor respectodel nivel de mar y que generalmente está asociado pro el fenómeno dela erosión pluvial.

Eutrofizaciónaumento del número de algas y otras plantas acuáticas por exceso denutrientes.

Fauna silvestreLas especies animales que subsisten sujetas a los procesos deselección natural y que se desarrollan libremente, incluyendo suspoblaciones menores que se encuentran bajo control del hombre, asícomo los animales domésticos que por abandono se tornen salvajes ypor ello sean susceptibles de captura y apropiación.

Flora silvestreLas especies vegetales así como los hongos, que subsisten sujetas alos procesos de selección natural y que se desarrollan libremente,incluyendo las poblaciones o especímenes de estas especies que seencuentran bajo control del hombre

Fertilizante

compuesto químico que actúa como abono. Contiene los nutrientesbásicos esenciales para la vida de las plantas.

Fitoplanctoncomunidad compuesta por un conjunto de pequeñas algas ensuspensión en los mares, lagos, ríos, etc.

Fotosíntesisproceso por el cual la mayoría de los vegetales producen suscompuestos orgánicos a partir de la luz de Sol, agua y dióxido decarbono, liberando oxígeno.

Herbívoroanimal que se alimenta de hierbas y, por extensión, también de otrosvegetales.

Impacto ambientalrespuesta de la naturaleza ante la modificación ejercida por el hombreen un ecosistema. Es la resultante de una serie de efectos negativos ypositivos.

Manifestación del impacto ambientalEl documento mediante el cual se da a conocer, con base en estudios,el impacto ambiental, significativo y potencial que generaría una obra oactividad, así como la forma de evitarlo o atenuarlo en caso de quesea negativo;

Material peligrosoElementos, substancias, compuestos, residuos o mezclas de ellosque, independientemente de su estado físico, represente un riesgopara el ambiente, la salud o los recursos naturales, por suscaracterísticas corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables obiológico-infecciosas;

Microclimaclima propio de un área restringida con características diferentes delas de su entorno.

Nicho ecológicopapel o rol que desempeña un ser vivo dentro de un ecosistema enrelación con su alimentación o su comportamiento.

No biodegradable:compuesto que no se descompone por acción biológica o bioquímicaen un ecosistema. Sin embargo, puede ser degradado por agentesfísicos, como la luz (fotodegradable).

Omnívoroanimal que incluye en su dieta varios tipos de alimentos de origenvegetal y animal.

Ordenamiento ecológicoEl instrumento de política ambiental cuyo objeto es regular o inducir eluso del suelo y las actividades productivas, con el fin de lograr laprotección del medio ambiente y la preservación y el aprovechamientosustentable de los recursos naturales, a partir del análisis de lastendencias de deterioro y las potencialidades de aprovechamiento delos mismos;

PesticidaTérmino utilizado en el lenguaje coloquial como sinónimo deplaguicida.

Plaguicidaproducto químico utilizado como veneno para eliminar plagas.

Poblacióngrupo de individuos de una misma especie que habita en un áreadeterminada.

Presamuralla o paredón artificial de hormigón, de piedra u otros materiales,construido en el curso de un río o arroyo para contener el agua.

PreservaciónEl conjunto de políticas y medidas para mantener las condiciones quepropicien la evolución y continuidad de los ecosistemas y hábitatnaturales, así como conservar las poblaciones viables de especies en

sus entornos naturales y los componentes de la biodiversidad fuera desus hábitat naturales;

PrevenciónEl conjunto de disposiciones y medidas anticipadas para evitar eldeterioro del ambiente

ProtecciónEl conjunto de políticas y medidas para mejorar el ambiente y controlarsu deterioro;

Protozoomicroorganismo vivo del reino animal compuesto por una sola célula.

Residuo: Cualquier material generado en los procesos de extracción,beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control otratamiento cuya calidad no permita usarlo nuevamente en el procesoque lo generó

Residuos peligrososTodos aquellos residuos, en cualquier estado físico, que por suscaracterísticas corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables obiológico-infecciosas, representen un peligro para el equilibrioecológico o el ambiente

RestauraciónConjunto de actividades tendientes a la recuperación yrestablecimiento de las condiciones que propician la evolución ycontinuidad de los procesos naturales

AGUAsustancia común pero extraña

Propiedades

Fórmula química H2OMasa molecular 18.0148Punto normal de ebullición (presiónatmosférica) 100 ºC

Punto normal de fusión 0 ºCDensidad a 3.98 ºC y presión de 1atm 1.0000 g/mL

Densidad a 20 ºC y presión de 1atm 0.99998 g/mL

Capacidad térmica específica a 20ºC y presión de 1 atm

4.18 J/gK (joules/gramogrados Kelvin)

Entalpia de fusión a 0 ºC y presiónde 1 atm 0.333 kJ/g

Entalpia de vaporización a 100 ºC ypresión de 1 atm 2.257 kJ/g

Tensión superficial a 20 ºC 0.0729 J/m2

Constante dieléctrica a 25 ºC 78.5

Propiedas únicas: diferentes a las de otros compuestos demasa molecular semejante

Se encuentra en la naturaleza: líquido, sólido y vapor.

Cubre el 71% de la superficie del planeta.

Fase líquida: más abundante (mayor parte es agua salada,97.2%).

Contribuye a mantener el clima en la tierra.

Disuelve una gran cantidad de sustancias (pueden sercontaminates).

Esencial para las formas de vida en la tierra.

2.8 % es agua dulce (36 millones de km3), de esta cerca del75% forma el hielo de los casquetes polares de las zonasártica y antártica.

De las aguas que fluyen en los continentes, cerca de 8millones de km3: lagos, rios, y laguna.

Recurso renovable: se recicla y se renueva continuamentemediante el ciclo hidrológico. Poca preocupación de loshumanos para hacerla disponible y aprovechable contratamientos para eliminarle los contaminantes.

Indispensable para todos los seres vivos (forma parte de lavida de toda materia viva).

Se utiliza: agricultura, industria, transporte y otras actividades.

Es el compuesto químico más abundante en las celulas vivas:65-90% en peso.

La tensión superficial alta: Hace posible que las plantaspuedan tomar los nutrientes del suelo.

COMPONENTES DEL AGUA NATURAL

Fuente En suspensión En dispersióncoloidal En solución

Litosfera arenas, arcillas,limos arcillas, limos

Iones: Na1+, K1+, Ca2+, Mg2+, Fe2+,Cl1-,

SO42-, HCO3

1+, NO31+, PO4

3-, F1-

Atmósfera partículas, polvos partículas, polvos O2, N2, CO2, H3O 1+, HCO31+

Biosferaalgas, bacterias,

plantas y animalesmacromoléculasorgánicas, virus

CO2-, O2, N2, H2S, CH4, NH4

1+,NO3

1+, SO42-,

macromoléculas orgánicas

Tarea:

Cantidad de agua necesaria para beber, asearnos elcuerpo, lavar la ropa, lavar y cocer los alimentos, etc.

DISTRIBUCION DEL AGUA EN LA TIERRA

LOCALIZACIÓN VOLUMEN(km3) % DEL TOTAL

Aguas superficiales:• Lagos de agua

dulce• Lagos salados y

mares interiores• Ríos y torrentes

125 000104 000

1 250

0.0090.0080.0001

Aguas subterráneas:• Humedad del

suelo• Agua a 0.5 km de

profundidad• Agua profundas (+

de 0.5 km)

65 0003 660 0003 360 000

0.0050.310.31

Casquetes polares yglaciares 29 000 000 2.15

Atmósfera 15 000 0.001Océanos 1 313 600 000 97.2

Total 1 350 230 250 99.9931

La luz solar penetra hasta 180 m de profundidad: losmicroorganismos que realizan el proceso de lafotosíntesis, por ejemplo algas y bacteriasquimiosintéticas, no viven en las profundidades de lasaguas.

El 97 % de la pequeña parte de agua utilizable por elhombre (0.65 % del total) corresponde al aguasubterránea.Aguas subterraneas que alimentan arroyos y rios.

Si se exceptúa el agua extraida de pozos que alcanzan napassubterraneas estancadas de origen antiguo, toda el agua queutilizamos proviene directamente o indirectamente de la llavia.

La lluvia nace del vapor de agua que la atmósfera

LLUVIAS Y LLUVIAS

SI SE EXCEPTUA EL GUA EXTRAIDA DE POZOS QUE ALCANZAN AGUASSUBTERRANES:

EL AGUA QUE UTILIZAMOS PROVIENE DE LA LLUVIA.

LA LLUVIA NACE DEL VAPOR DE AGUA QUE LA ATMOSFERA RECIBE POREVAPORACION DE SUPERFICIES OCEANICAS Y CONTINENTALES.

EL VAPOR NECESITA PASAR AL ESTADO LIQUIDO: NO SUCEDE HASTA QUEEL AIRE SE SATURE.

EJEMPLO:

CON TEMPERATURA DE 10º C EL AIRE TRANSPARENTE (VAPOR DE AGUAINVISIBLE) MIENTRAS EL CONTENIDO DE VAPOR NO PASE DE 9.42 G/M3.

TAMBIEN PARA QUE SE CONDESE: DISMINUYA LA TEMPERATURA.

OTRO MECANISMO ES EL DE LAS NUBES QUE SE FORMAN ENTRE DOS CAPASDE AIRE DE VELOCIDAD Y TEMPERATURA DIFERENTE.

DE LA NUBE A LA LLUVIA: LA PRECIPITACION SOLO OCURRE CON GOTAS DE0.5 A 2 MM.SE REQUIERE QUE HAYA UNA CONGLOMERACION DE GOTAS O QUE UNADE ELLAS CONSIGA SUSTRAER AL AIRE QUE LA RODEA UNA GRANCANTIDAD DE AGUA.

LA FORMACION DE GRANDES GOTAS ES NECESARIA PERO NO LAGARANTIZA. LA PRECIPTACION NO LLEGA HASTA AL SUELO, POREJEMPLO EN LAS REGIONES DESERTICAS.

TIPOS DE PRECIPITACION

AL MECANISMO QUE LAS ENGENDRA SUELEN CLASIFICARSE EN TRESCATEGORIAS:

CONVECTIVA, OROGRAFICA, Y CICLONICA

CONVECTIVA

LA TEMPERATURA DE LA ATMOSFERA: 1º C POR CADA 100 M.

SE FORMAN NUBES BLANCAS Y BRILLANTES. LA CONDENSACION PRODUCECALOR Y ESTE HACE QUE LA MASA DE AIRE SIGA SU ASCENSO, SE ENFRIEMAS Y CREZCA LA CONDENSACION.

SON EFECTO DE UN TIEMPO CALMO Y CALUROSO. LOS CUMULOS SEFORMAN POR LA MAÑANA Y POR LA TARDE DAN LUGAR A TORMENTAS.

SUCEDEN DURANTE TODO EL AÑO EN LAS ZONAS PROXIMAS AL ECUADOR.

LLUVIAS OROGRAFICAS

VIENTO POR LO GENERAL DEL MAR A LA TIERRA.

A VECES SE PRODUCE EN AUSENCIA DE HUMEDAD.

SUCEDEN AL LADO DE LA SERRANIA QUE ENFRENTA AL VIENTO. EN ELLADO OPUESTO PUEDEN PRESENTARSE ZONAS DE PLUVIOSIDAD ESCASA,DE NATURALEZA SEMIARIDA.

LLUVIAS CICLONICAS

CICLONES INTENSOS: SE LLAMAN HURACANES , SON VORTICESATMOSFERICOS CARGADOS DE VAPOR DE AGUA.

SE TIENE UN MOVIMIENTO GIRATORIO Y DE TRASLACION.

MEDICIONES PLUVIALES

VASO: CILINDRO DE 7 CM DE DIAMETRO POR 20 DE ALTO.

AREA DE LA BOCA= 387 CM2

SECCION DEL VASO=38.5 CM2

DISTRIBUCION DE LAS LLUVIAS EN MEXICO

SE ENCUENTRA DIVIDIDO EN 320 CUENCAS HIDROLOGICAS:ESCURRIMIENTO ANUAL DE 410,000 MILLONE DE METROS CUBICOS.

EN EL NORTE: 12300 MILONES DE METROS CUBICOS (3%) EN UN AREAEQUIVALENTE AL 30% DEL PAIS.

EN EL SURESTE:205,000 MILLONES DE METROS CUBICOS (50%) EN UNAREA NO MAYO AL 20% DEL TERRITORIO.

LA MAYOR DISPONIBILIDAD DE AGUA POR DEBAJO DE LOS 500 MSNM Y ALSUR DE LOS PARALELOS 28º Y 24º , Y EN LAS ZONAS COSTERAS DE LPACIFICO Y GOLFO DE MEXICO.

MAS DEL 85% SE ENCUENTRA EN LA ZONA BAJA, DEBAJO DE LA COTA DE500. MAS DEL 70 % DE LA POBLACION Y 80 % DE LA INDUSTRIA SELOCALIZAN ARRIBA DE LOS 500 M. 55 % DE LA INDUSTRIA SE LOCALIZA ENEL VALLE DE MEXICO.

ZONIFICACION

ZONA PACIFICO NORTE Y CENTRO

ZONAS DE GRAN ESCASES (DESALACION DE AGUA DE MAR ES UNAACCION). ZONA DE ABUNDANCIA (EDOS DE COLIMA Y NAYARIT).ACCION: TRANFERIR EL AGUA.

ZONA NORTE: ESCASES DE AGUA. ACCION ES REGLAMENTAR LOSAPROVECHAMIENTOS ACTUALES.

ZONA CENTRO: LA PROBLEMÁTICA MAS IMPORTANTE ES ELABATECIMIENTO DE LOS CENTRO URBANOS E INDUSTRIALES. ZONASDEGRADADAS POR LAS DESCARGAS.

ZONA DE GOLFO Y SURESTE: PROBLEMA PRINCIPAL SON LOS DAÑOS PORLAS INUNDACIONES. RECURSO HIDRAULICO SUFICIENTE Y CON LA MAYOREXTENSION DE SUELOS APTOS PARA LA AGRICULTURA SUBUTILIZADOS. ELMAYOR USO DEL AGUA ES LA GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA.

DISPONIBILIDAD DEL AGUA

CUENCA CERRADA: VALLE DE GUADIANA, LA REGION DEL SALADO Y LASCUENCAS DE LOS RIOS NAZAS Y AGUANAVAL.

USOS:

DOMESTICOAGRICOLAENERGETICOINDUSTRIALCONSERVACION Y DESARROLLO DE FLORA Y FAUNAS ACUATICASRECREACION Y NAVEGACION

DOMESTICO

TIENE PREFERENCIA SOBRE LAS OTRAS CLASES DE USOS (LEGISLACIONACTUAL).

DE ACUERDO A LA IMPORTANCIA POLITICA, ECONOMICA Y GRADO DEDESARROLLO DE LA POBLACION.

LOCALIDADES MENORES DE 5000 HABITANTES: LA NECESARIA PARASATISFACER LAS NECESIDADES PRIMARIAS DE LA POBLACION.

GRANDES URBES: SATISFACER PLENAMENTE LAS NECESIDADES DE LOSHABITANTES, INCLUYENDO USOS PUBLICOS, DOMESTICOS, COMERCIALES EINDUSTRIALES.

LA DOTACION VARIA:

LOCALIDADES RURALES DE LAS ZONAS ARIDAS: 10 LITROS POR HABITANTEPOR DIA.EN OTROS LUGARES: MAYOR DE 300 LITROS.

RIEGO:

PRECIPITACION MEDIA ANUAL: 780 MM.

36 % ZONA ARIDA (PRECIPITACIONES MENORES DE 400 MM/AÑO): SIN RIEGONO HAY APROVECHAMIENTO AGRICOLA (RIEGO NECESARIO).

33% ES SEMIARIDA (PRECIPITACIONES ENTRE 400 Y 700 MM/AÑO): CULTIVOSDE TEMPORAL, CULTIVO DURANTE LA ESTACION DE LLUVIA (RIEGO ESCONVENIENTE).

5% SEMIHUMEDA (ENTRE 700 Y 1000 MM/AÑO): COSECHAS TODO EL AÑO(RIEGO OPCIONAL).

AGUA DE LLUVIA POSEE UNA VENTAJA SOBRE LA DE RIEGO.

RAYOS PRODUCEN LA COMBINACION DE NITROGENO, HIDROGENO YOXIGENO PRODUCIENDO: NITROGENO AMONIACAL Y NITRATOS. ESTASSUSTACIAS SE PRECIPITAN CON LA LLUVIA Y SE INFILTRAN EN EL SUELO YFAVORECEN EL DESARROLLO VEGETAL.

USO ENERGETICO

USO INDUSTRIAL:

1 M3 PARA OBTENER: 30 KG DE ACERO70 KG DE PULPA DE MADERA12 KG DE HULE SINTETICO50 LITROS DE GASOLINA29 KG DE PRODUCTOS PETROQUIMICOS18 LITROS CLORO4 KG DE TELA

1980: VOLUMEN OCUPADO DE 4600 MILLONES DE M3.1990: 9,500 MILLONES DE M3

2000 22,700 MILLONES DE M3

CONSERVACION Y DESARROLLO DE FLORA Y FAUNA ACUATICAS

RECREACION Y NAVEGACION

BALANCE HIDRAULICO

CONTAMINACION DEL AGUA

Se genera contaminación en el agua por la adición de cualquier sustancia encantidad suficiente para que cause efectos dañinos mensurables en la flora, lafauna (incluido el humano) o en los materiales de utilidad u ornamentales.

Contaminación: la presencia en el medio ambiente de uno o más contaminantes,o cualquiera combinación de ellos, que perjudiquen o molesten la vida, salud y elbienestar humanos, flora y fauna, o degraden la calidad del aire, del agua, de latierra, de los bienes, de los recursos de la nación en general o de particulares.

Las principales consecuencias biológicas de las contaminaciones derivan de susefectos ecológicos.

En general, se habla de cuatro tipos básicos de contaminación:

a) Contaminaciones físicas: ruidos, infrasonidos, térmica y radioisótopos.

b) Químicas: hidrocarburos, detergentes, plásticos, pesticidas, metales pesados,derivados del azufre y del nitrógeno.

c) Biológicas: bacterias, hongos, virus, parásitos mayores, introducción deanimales y vegetales de otras zonas

d) Por elementos que dañan la estética: degradación del paisaje y la introducciónde industrias.

También se habla de contaminación atmosférica, del agua y del suelo o de labiosfera.

Con frecuencia el sabor, el olor y el aspecto del agua indican que estácontaminada, pero la presencia de contaminantes peligrosos sólo se puededetectar mediante pruebas químicas y biológicas específicas yprecisas.

Entre los factores que generan contaminación y caracterizan a la civilizaciónindustrial están:a) el crecimiento de la producción y el consumo excesivo de energíab) el crecimiento de la industria metalúrgicac) el crecimiento de la circulación vial, aérea y acuáticad) el crecimiento de la cantidad de basura y desechos que se tiran y/o se

incineran.

El agua de los mares y de los ríos ha sido usada tradicionalmente como medio deevacuación de los desperdicios humanos y los ciclos biológicos del agua aseguranla reabsorción de dichos desperdicios orgánicos reciclables.

Actualmente, ya no son solamente estos desperdicios orgánicos los que sonarrojados a los ríos y a los mares sino cantidades mayores y desperdicios deproductos químicos nocivos que destruyen la vida animal y vegetal acuática, yanulan o exceden la acción de las bacterias y las algas en el proceso debiodegradación de los contaminantes orgánicos y químicos de las aguas.

Los contaminantes más frecuentes de las aguas son:

a) Materias orgánicas y bacteriasb) Hidrocarburosc) Desperdicios industrialesd) Productos pesticidas y otros utilizados en la agriculturae) Productos químicos domésticosf) Desechos radioactivos

Lo más grave es que una parte de los derivados del petróleo son arrojados al marpor los barcos o por las industrias ribereñas y son absorbidos por la fauna y floramarinas que los retransmiten a los consumidores de peces crustáceos, moluscos,algas, etc.

A pesar de que se conocen las propiedades cancerígenas de los hidrocarburospolibencénicos del tipo 3-4 pireno, se ha encontrado en el cuerpo de diversos tiposde organismos acuáticos que consume el hombre.

Los contaminantes en forma líquida provienen de las descargas de desechosdomésticos, agrícolas e industriales en las vías acuáticas, de terrenos dealimentación de animales, de terrenos de relleno sanitario, de drenajes de minas yde fugas de fosas sépticas.

Estos líquidos contienen minerales disueltos, desechos humanos y de animales,compuestos químicos sintéticos y materia coloidal y en suspensión.

Entre los contaminantes sólidos se encuentran:a) arenab) arcillasc) tierrad) cenizase) materiaf) vegetal agrícolag) grasash) breai) papel

j) hulek) plásticosl) maderam) metales.

Contaminantes físicos. Afectan el aspecto del agua y cuando flotan o sesedimentan interfieren con la flora y fauna acuáticas.

Son líquidos insolubles o sólidos de origen natural y diversos productos sintéticosque son arrojados al agua como resultado de las actividades del hombre, asícomo, espumas, residuos oleaginosos y el calor (contaminación térmica).

Contaminantes químicos. Incluyen compuestos orgánicos e inorgánicosdisueltos o dispersos en el agua. Los contaminantes inorgánicos son diversosproductos disueltos o dispersos en el agua que provienen de descargasdomésticas, agrícolas e industriales o de la erosión del suelo. Los principales son:cloruros, sulfatos, nitratos y carbonatos. También desechos ácidos, alcalinos ygases tóxicos disueltos en el agua como los óxidos de azufre, de nitrógeno,amoníaco, cloro y sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico).Gran parte de estos contaminantes son liberados directamente a la atmósfera ybajan arrastrados por la lluvia. Esta lluvia ácida, tiene efectos nocivos que puedenobservarse tanto en la vegetación como en edificios y monumentos de lasciudades industrializadas.

Los contaminantes orgánicos también son compuestos disueltos o dispersos enel agua que provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales y de laerosión del suelo.

Son desechos humanos y animales, de rastros o mataderos, de procesamiento dealimentos para humanos y animales, diversos productos químicos industriales deorigen natural como aceites, grasas, breas y tinturas, y diversos productosquímicos sintéticos como pinturas, herbicidas, insecticidas, etc.

Los contaminantes orgánico consumen el oxígeno disuelto en el agua y afectan ala vida acuática (eutroficación).

Las concentraciones anormales de compuestos de nitrógeno en el agua, talescomo el amoniaco o los cloruros se utilizan como índice de la presencia de dichasimpurezas contaminantes en el agua.

Contaminates biológicos. Incluyen hongos, bacterias y virus que provocanenfermedades, algas y otras plantas acuáticas.

Algunas bacterias son inofensivas y otras participan en la degradación de lamateria orgánica contenida en el agua.

Ciertas bacterias descomponen sustancias inorgánicas.

La eliminación de los virus que se transportan en el agua es un trabajo muy difícily costoso.

La contaminación de los suelos afecta principalmente a las zonas rurales agrícolasy es una consecuencia de la expansión de ciertas técnicas agrícolas.

Los fertilizantes químicos aumentan el rendimiento de las tierras de cultivo, perosu uso repetido conduce a la contaminación de los suelos, aire y agua. Ademáslos fosfatos y nitratos son arrastrados por las aguas superficiales a los lagos y ríosdonde producen eutroficación y también contaminan las corrientes freáticas.

Los pesticidas minerales u orgánicos utilizados para proteger los cultivos generancontaminación a los suelos y a la biomasa.

También los suelos están expuestos a ser contaminados a través de las lluviasque arrastran metales pesados como el plomo, cadmio, mercurio y molibdeno, asícomo, sulfatos y nitratos producidos por la lluvia ácida.

Otros contaminantes:

a) Los metales pesados (plomo, cadmio, mercurio)b) Ciertos plaguicidasc) los cianurosd) los hidrocarburose) el arsénicof) el fenol

provocan prácticamente la destrucción de los ecosistemas acuáticos y tambiénserios daños a las personas que consuman agua o sus productos contaminadospor esta clase de productos químicos.

La acumulación de contaminantes en los lagos, ríos y mares provoca diferentesefectos en sus características físicas, químicas y biológicas de diferente manera,en casos como los de algunas partículas sedimentables o de colores sus efectosson limitados o de pocas consecuencias y en otros casos como el cambio detemperatura o putrefacción de materia orgánica causa efectos dañinos transitoriospero severos.

La putrefacción de la materia orgánica en el agua produce una disminución de lacantidad de oxígeno (la cual es evaluada mediante la Demanda Bioquímica deOxígeno, DBO) que causa graves daños a la flora y fauna acuática, pero quedesaparece al término del proceso de putrefacción.

Según el origen se considera que la Contaminación es de dos tipos

a) la contaminación producida por causas naturales o geoquímicas y quegeneralmente no está influenciada por el hombre,y

b) la contaminación provocada porlas actividades del hombre y se le llamacontaminación antropogénica.

Entre los efectos nocivos para organismos, poblaciones y ecosistemasdestacan los siguientes:

- perjuicios a la salud humana (intoxicaciones, enfermedades infecciosas ycrónicas, muerte).

- daños a la flora y fauna (eutroficación, enfermedad y muerte).

- alteraciones de ecosistemas (erosión, eutroficación, acumulación de compuestosdañinos persistentes, destrucción).

- molestias estéticas (malos olores, sabores y apariencia desagradable).

Principales contaminantes del agua.

Contaminantes orgánicos demandantes de oxígeno. Aguas residuales domésticas,estiércol, residuos alimenticios y algunos residuos industriales.

Compuestos orgánicos refractarios. Plaguicidas, plásticos, detergentes, residuosindustriales y aceites.

Iones inorgánicos. Ácidos, sales, metales tóxicos y nutrientes vegetales.

Sedimentos. Cenizas, arenas, gravillas y otros sólidos provenientes de la erosiónde los suelos.

Material radiactivo. Residuos de nucleoeléctricas y medicina nuclear.

Organismos patógenos. Bacterias y virus.

Maleza acuática. Lirios, algas y otros vegetales.

NECESIDADES DE CALIDA DEL AGUA

Estándares de calidad del agua

Agua: Contiene diversas sustancias químicas, físicas y biológicasdisueltas o suspendidas.

Requisitos: se establecen de acuerdo con el uso que se destina.

Evaluación: En cuanto a la calidad en términos de sus propiedadesfísicas, químicas y microbiológicas.

Características físicas:

Con los sabores, olores, colores y turbidez.

Los sabores y olores: se deben a la presencia de sustanciasquímicas volátiles y a materia orgánica en descomposición.

Color: Presencia de minerales como hierro y manganeso, materiaorgánica y residuos coloridos de las industrias.

Turbidez: Es objetable desde un punto de vista estético, causapreocupación por que las partículas pueden albergar agentespatógenos.

Agua con suficientes partículas en suspención (10 unidades deturbidez) se aprecia turbia a la vista.

Las fuentes de agua superficial varían desde 10 hasta 1,000 unidades;los ríos muy opacos: 10, 000.

Las mediciones de turbidez: Propiedades ópticas que causan que laluz se disperse o se absorba.

Características químicas:

Los múltiples compuestos químicos pueden ser de origen natural o industrial ypueden ser benéficos o dañinos de acuerdo a su composición y concentración.

Ejemplo:

Cantidades pequeñas de hierro y manganeso: No solo causan olor, seoxidan para formar depósitos de hidróxido férrico y óxido demanganeso (su extracción es costosa).

Aguas duras: Requieren considerables cantidades considerables dejabon para hacer espuma y forman incrustaciones en tuberías yequipos.

La dureza: Se expresa en miligramos equivalentes de carbonato decalcio por litro.

Dureza carbónica: Los bicarbonatos de calcio y magnesio seprecipitan como carbonatos insolubles por ebullición.

Dureza no carbónica: Los sulfatos, cloruros y nitratos de magnesiono se eliminan por ebullición.

PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

Suministrar manera continua agua que satisface los estándares deagua potáble en la llave.

Se requiere:

- Selección de fuentes- Protección de la calidad del agua- Métodos de tratamiento por aplicar- Prevención de la contaminación

Principales operaciones unitarias para el tratamiento de aguasuperficiales:

a) Tamizadob) Coagulación/floculaciónc) Sedimentaciónd) Filtración y desinfección

Tareas:

1) Separación de partículas como arena y arcilla, materia orgánica,bacterias y algas

2) Extracción de sustancias disueltas (color y dureza)3) Extracción o destrucción de bacterias y virus patógenos

La selección de los procesos:

a) Tipo de fuenteb) Calidad

ELIMINACION DE MATERIA PARTICULADA

Tamizado: Separar sólidos grandes (troncos, ramas trapos ypequeños peces).

En el punto de admisión: Tamices burdos

Sedimentación: Asentamiento por gravedad (separar partículas).

Se pueden hacer después de una coagulación/floculación.

El agua superficial: Partículas de 10-1 a 10-7 mm de diámetro.

La turbidez: Partículas mayores de 10-4 mm, menos de 10-4

contribuyen al color y sabor del agua (disueltas y no como partículas).

El tiempo de retención típico: 3 h en tanques de 5 m de profundidad.

Coagulación/floculación: procedimiento químico y físico por el cuallas partículas que son demasiado pequeñas de desestabilizan y seaglomeran para acelerar su asentamiento.

COAGULACION: En un proceso químico que se utiliza paradesestabilizar partículas coloidales. Se agrega un producto químicopara coagular/flocular las partículas pequeñas, llamadas coloides.

Se requiere:a) un mezclado rápido para dispersar el coagulante.b) Mezclado suave de la suspensión, llamado floculación (favorecer el

contacto entre partículas.

Se consigue

1) un mezclado mecánico (paletas dentro del tanque decoagulación/floculación).

2) Meclado hidráulico (deflectores del tanque).

Tiempo de retención: 20 y 40 minutos en tanques de 3 a 4 m deprofundidad.

Las partículas se aglomeran para formar sólidos más grandes(floculos).

Aspecto: Grumos esponjosos de forma irregular.

Coagulante más común: Sulfato de aluminio (alumbre).

La suspención de floculos se transfiere de los tanques decoagulación/floculación a tanques de sedimentación o directamente afiltros.

FILTRACION

El agua pasa a través de un lecho filtrante compuesto originalmente dearena fina dispuesta sobre una capa de grava (soporte).

Mecanismos que intervienen:

a) colado de partículas de mayor tamaño que los porosb) La floculación: cuando las partículas entran en contacto más

estrecho.c) Sedimentación de las partículas en los poros del filtro.

Tipos de filtros

Filtros de arena lentos:

Procesan agua a una velocidad de 3 a 4 l/min m2.

Espesor: 0.6 a 1.2 m

Requieren: grandes áreas de terreno y mucha mano de obra a causade la limpieza.

Recomendables: Países donde el clima es favorable.

Limpieza: retirar de forma manual las capas superiores de arena paralimpiar el filtro.

En comparación con los filtros de arena rápidos:

- Su construcción es más económica- Su operación es más sencilla- Eliminan mejor las bacterias

Filtros de arena rápidos:

Procesan agua a una velocidad de 80 a 160 l/min m2.Medio filtrante: capa de arena fina o antracita y otros materiales que sesostienen sobre una capa de grava u otra estructura de soporte.

Se alojan en un edificio para: proteger al agua de la intemperie y deposibles fuentes de contaminación.

El filtro se limpia: Lavado a contracorriente

Durante el lavado: el flujo inverso expande el lecho hasta en un 50%.

El lavado a contracorriente toma de 10 a 15 min y se efectúa demanera tradicional una vez al día.

Se emplea el 4% del agua producida.

Filtros de presión: Se fuerza el paso del agua por presión.

Eficacia hasta ahora:

Agua lacustre (100 TU)

Por coagulación/floculación y sedimentación a 10 TU.

La filtración: 1 TU.

La regla práctica general: la turbidez se reduce en una orden demagnitud por cada proceso.

Las aguas de río muy turbias (1,000 TU) requieren una sedimentaciónprevia.

DESINFECCION

Para asegurar el agua libre de bacterias perjudiciales.

La cloración: El método más común.Consiste: Agregar cantidades suficientes de cloro gaseoso ohipocloritos.

La cloración es método:

a) Confiable

b) Relativamente económicoc) Fácil de aplicar

Otros desinfectantes:

- Cloramidas- Dioxido de cloro- Ozono (No deja residuo duradero, no permite desinfección a largoplazo)- Luz ultravioleta- Alta temperatura

Cloro: elemento muy reactivo, oxida a la materia orgánica e inorgánicapor igual.

La cantidad de cloro que reaccionan con los compuestos inorgánicos (Fe+2, Mn+2,NO2

- y NH3) y las impurezas orgánicas se conoce como DEMANDA DE CLORO.

Demanda de cloro (necesario satisfacerla) para que se forme cloro libredisponible.

La cloración hasta el punto de cambio: La aplicación de cloro al agua hasta elpunto en que hay cloro libre residual disponible.

La reacción del cloro con las impurezas nitrogenadas como el amoniaco (NH3)producen CLORAMIDAS.

Cloramidas: Son en menor grado desinfectantes que el cloro libre disponible, sinembargo persisten durante más tiempo.

CLORAMINACION: La adición de amoniaco al agua para producir cloramidas.

En algunas ocasiones: Agregar cloro para eliminar sabores y olores del agua.SUPERCLORACION.

Para eliminar el exceso de cloro: DESCLORAR con dióxido de azufre, sulfito ometabisulfito de sodio.

Parámetros para una cloración eficaz:

- Dosificación- Tiempo de contacto

La velocidad de muerte bacteriana: Ecuación empírica-correlacionarla dosificación y el tiempo de contacto.

El cloro: Gas en condiciones normales.

Como es un gas venenoso: Se disuelve en el agua al vacío.

Problemas: Cloro se combina con sustancias orgánicas naturales (dela vegetación en descomposición) para formar trihalometanos (THM),entre ellos CLOROFORMO, que es carcinógeno.

THM no se eliminan por los métodos tradicionales, por lo que el aguadebe de estar libre de sustancias orgánicas naturales.

Ozonización: Es la desinfección del agua por ozono (O3)

Ventajas con respecto al cloro:

- No deja sabores ni olores- Parece ser que no reacciona con las sustancias orgánicas naturales

Desventajas

1) No se transporta con facilidad (se debe generar localmente)2) No proporciona un residuo combinado como las cloraminas3) Es muy costoso

Eliminación de sustancias disueltas

Las operaciones unitarias (anteriores) son parcialmente eficaces paraeliminar sustancias disueltas.

En general las operaciones unitarias anteriores no tienen comoobjetivo la eliminación de sustancias disueltas o gases.

Se dispone de otras operaciones unitarias:

Aireación: Eliminar las cantidades excesivas de hierro y manganesode las aguas subterráneas.

Ejemplo: El hierro y el manganeso disuelto (Fe+2, Mn+2) se oxida a unaforma menos solubre (Fe+3, Mn+4).

La aireación elimina también los olores que causa el sulfuro dehidrógeno (H2S).

Ablandamiento: Proceso que quita la dureza, causada por ionesmetálicos divalentes, principalmente (Ca+2 y Mg+2).Consecuencia: Del contacto con los suelos y rocas (piedra caliza), enpresencia de CO2.

Las concentraciones de dureza tanto carbónica como no carbónica seexpresan como CaCO3.

Rara vez es para aguas de superficie: Dureza mayor de 200 mg/l espoco comun.

Agua dura: (puede) Aceptable para el ser humano, no puede seradecuada para equipos.

Dos métodos:

Cal-carbonatoIntercambio de iones.

Ablandamiento con cal-carbonato:

Se agrega cal (CaO) al agua y se hidrata a Ca(OH)2.Éste convierte el CaHCO3 soluble en CaCO3 ) insoluble.

Intercambio de iones:

El agua dura se fuerza a traves de resina de intercambio iónico comola zeolita, la cual extrae de manera preferente los iones de Ca+2 y Mg+2

del agua y libera Na+, las cuales forman sales solubles.

El carbon activado es un material muy absorbente que se utiliza en eltratamiento del agua para extraer contaminantes orgánicos.

Osmosis Inversa:El agua dulce se fuerza a través de una membrana semipermeable en sentidoopuesto al que se presenta en la osmosis natural.Membrana quita las sales disueltas- Desalinización

También elimina materiales orgánicos, bacterias y virus, su aplicaciónva en aumento.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Aguas residuales:

Componentes:

a) Microorganismosb) Sólidos (orgánicos e inorgánicos)c) Componentes inorgánicos

- Cloruros y sulfatos (presentes en el agua y en residuos generados porhumanos).

- Nitrógeno y fósforo (en residuos de humanos, con fósforo adicional delos detergentes).

- Carbonatos y bicarbonatos (presentes en el agua y en los residuoscomo sales de calcio y de magnesio).

- Sustancias tóxicas: Arsénico, cianuro y metales pesados como Cd, Cr,Cu, Hg, Pb y Zn (residuos industriales)

d) Materia orgánica: Las proteinas y carbohidratos constituyen el 90% de lamateria orgánica.

Demanda química de oxígeno (DQO): La cantidad de oxígeno necesario paraoxidar las sustancias orgánicas

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO): La cantidad medida de oxígeno querequieren microorganismos aclimatados para degradar biológicamente lamateria orgánica de las aguas residuales. Proporcional a la materia orgánicatransformada.

DBO: - Medida de contaminación orgánica- Estimar el oxígeno necesario para los procesos biológico.- Indicador del rendimiento de los procesos.

TRATAMIENTO DE AGUA

Procesos de tratamiento de agua

Procesos físicos

-Separar la arenilla (partícula de diámetro 2 mm de diámetro o más)

-Clarificar las aguas de alcantarillado que están sin tratar y concentrar lossólidos sedimentados (lodos crudos o primarios).

-Clarificar suspensiones biológicas y concentrar flóculos sedimentados(lodos biológico. Activados o secundarios).

-Espesar por gravedad los lodos primarios o secundarios.

Procesos biológicos

Componentes orgánicos sirven como alimento (sustrato) que proporcionaenergía para el crecimiento microbiano.

Bacterias CO2, agua y células nuevas

Microorganismos:

Aerobios (necesitan oxígeno libre)Anaerobios (no requieren oxígeno libre)Facultativos (crecen con o sin oxígeno)

Cuando utilizan oxígeno combinado: Proceso anóxico

La poblacion microbiana puede mantenerse:

a) En el liquido como crecimiento en suspensión: Sólidos en suspensión enlicor mixto.

b) Pueden estar adherida a algún medio en un proceso de película fija.

PROCESOS ANAEROBIOS

Convierten más del 90% de la materia orgánica presente primero enintermediarios (ácidos orgánicos y alcoholes) y después en metano ydióxido de carbono gaseosos.

Ventajas: Suministran energía útil (metano)Producción de lodos (10% de lo que tiene lugar en procesos

aeróbios para transformar la misma cantidad de materia orgánica)

Procesos químicos:

Incluyen oxidación, reducción, precipitación y neutralización.

Aguas residuales municipales: La precipitación y desinfección

Residuos que no son susceptibles de tratamiento por medios biológicos.

Ejemplo:

Oxidación (con SO2) del cianuro tóxico a cianato (manejable).

SISTEMAS DE CRECIMIENTO EN SUSPENSION

Lodos activados convencionales: Es el uso más extendido del crecimientoen suspensión.

Los microorganismos se mantienen en suspensión durante 4 a 8 h en untanque de aireación.

Aireación prolongada

Diagrama similar al correspondiente de lodos activados convencionales,aunque sin tanques primarios.

La aireación prolongada es de 24 h (contra 6 de LAC)Confiere estabilidad al proceso pero aumenta el costo de operación.La sencillez de operación: Motivado su uso en instalaciones pequeñas y enplantas en paquete.

Estabilización por contacto

También llamado Biosorción. Los lodos biológicos sufren una aireaciónprolongada.Es idóneo para residuos con alta proporción en contaminantes organicos enforma de particulados.

Lodos activados con oxígeno

Usa oxígeno puro en vez de aire

Opera con cargas más grandes que LACCapaz de aceptar fluctuaciones más grandes (cargas y residuos másconcentrados.