PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA

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Irene Gómez Cárdenas
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1 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA 1

2 CONTENIDO Introducción. La Humedad. Cuánta agua hay?. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Interés sanitario. Caracterización del agua. Huella hídrica. Conclusiones. Referencias. 2

3 INTRODUCCIÓN CONTEXTO EN LA CÁTEDRA MANUEL ANCÍZAR ENFOQUE DESDE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PROPÓSITO PRINCIPAL: COMPARTIR INFORMACIÓN BÁSICA SOBRE LAS PROPIEDAS FÍSCAS Y QUÍMICAS DEL AGUA, COMO REFERENCIA DE TÉRMINOS Y CONCEPTOS A LAS DISTINTAS CONFERENCIAS DE LA CÁTEDRA. 3

BÁSICA SOBRE LAS PROPIEDAS FÍSCAS Y QUÍMICAS DEL AGUA, COMO

4 LA TIERRA: SUS ESFERAS ATMÓSFERA LITÓSFERA HIDRÓSFERA BIÓSFERA ANTROPÓSFERA 4 Imagen tomada de:

5 CICLO HIDRÓLOGICO PRECIPITACIÓN CONDENSACIÓN EVAPORACIÓN ESCORRENTÍA 5 INFILTRACIÓN ACUÍFEROS INTERVENCIONES ANTRÓPICAS

6 LA HUMEDAD RELACIONES DETERMINATES KG DE AGUA POR KG DE AIRE SECO AGUA AIRE CARTA PSICROMÉTRICA HUMEDAD RELATIVA (%) TEMPERATURA 6

7 LA HUMEDAD RELACIONES DETERMINATES AGUA SUELO (SÓLIDOS) SOLIDO «SECO» AGUA DE CRISTALIZACIÓN HUMEDAD RESIDUAL HUMEDAD DE EQUILIBRIO SATURACIÓN DEL LÍQUIDO SOLIDOS (%) LODOS - PASTAS SÓLIDOS SUSPENDIDOS SÓLIDOS DISUELTOS AGUA «PURA» AGUA (%) 7

HUMEDAD DE EQUILIBRIO SATURACIÓN DEL LÍQUIDO SOLIDOS (%)

8 CUÁNTA AGUA HAY? ACTUAL TOTAL: 1386 Millones de km 3 PROPORCIÓN (PPM) OCEANOS Y MARES CASQUETES POLARES AGUA SUBTERRÁNEA SALADA 9400 AGUA SUBTERRÁNEA DULCE 7600 PERMAFROST 220 LAGOS DE AGUA DULCE 70 LAGOS DE AGUA SALADA 60 HUMEDAD SUELO 10 HUMEDAD ATMOSFÉRICA 10 EMBALSES 8 RÍOS 2 AGUA BIOLÓGICA 1 TOTAL AGUA DULCE

CASQUETES POLARES 17400 AGUA SUBTERRÁNEA SALADA 9400 AGUA SUBTERRÁNEA DULCE 7600

10 INDICE DE ARIDEZ

11 BALANCE DE AGUA EN EL CUERPO HUMANO CONTENIDO PROMEDIO 70% Bebida 1,3 1,4 Metabolismo Alimentación 1 1 Transpiración Metabolismo 0,3 0,2 Heces 11 INGRESO TOTAL 2,6 L EGRESO TOTAL 2,6 L

12 Agua y energía Densidad Presión de vapor Contaminación térmica PROPIEDADES FÍSICAS Color y turbiedad Viscosidad Propiedades térmicas Tensión superficial Conductividad eléctrica 12

13 DENSIDAD GRAVEDAD ESPECÍFICA AGUA: (g/cm 3 ) LIQUIDO: 1.0 SÓLIDO: 0.92 VAPOR SATURADO A 100 C A 340 C OTROS FLUIDOS: AGUA DE MAR: GASOLINA: 0.7 ALCOHOL: 0.79 MERCURIO: 13.6 MADERA: 0.3 A 0.9 ORO: 19.2 HUESOS: CARBÓN: AIRE: MENOR EN EL SÓLIDO QUE EN EL LÍQUIDO!! 13

09381 OTROS FLUIDOS: AGUA DE MAR: 1.025 GASOLINA: 0.7 ALCOHOL: 0.

14 PRESIÓN DE VAPOR 14

15 COLOR Y TURBIEDAD CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS RELACIONADAS CON LA CALIDAD DEL AGUA PRODUCCIÓN DE CLORAM Y OTROS COMPUESTOS COLO POR LA PREPARACIÓN DE CLORO CO EN LA CELDA No. 2 15

16 PROPIEDADES TÉRMICAS CALOR ESPECIFICO : 1 cal/g C CALORES LATENTES EVAPORACIÓN FUSIÓN 540 cal/g 80 cal/g 16

17 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA INDICADOR DE IONES DISUELTOS EN AGUA. 17

18 VISCOSIDAD (kg/m. s) AGUA: A 20 C: A 100 C (LIQ): A 100 C (VAP): OTROS FLUIDOS: ACEITE MOTOR: GASOLINA: AIRE:

19 TENSIÓN SUPERFICIAL ENERGÍA SUPERFICIAL. INTERFACES LIQUIDO-GAS. FUERZA DE COHESIÓN. CAPILARIDAD. PEQUEÑOS DIÁMETROS. 19

20 CONTAMINACIÓN TÉRMICA PRODUCE UN CAMBIO DE CONDICIONES EN LAS FUENTES RECEPTORAS 20

21 AGUA Y ENERGÍA PRESIÓN VELOCIDAD ALTURA 21

22 Molécula del agua Otras sustancias Solvente Universal Aniones y cationes PROPIEDADES QUÍMICAS Disolución O2 en el agua Y Demanda de O2 Suspensión y arrastre 22

23 MOLECULA DEL AGUA ESTRUCTURA BIPOLAR HIELO AGUA LIQUIDA AGUA EN EBULLICIÓN 23 Imagen basada en :

24 SOLVENTE UNIVERSAL BIPOLAR - DISOLUCIÓN ARRASTRE Y SUSPENSIÓN DE PARTÍCULAS NO SOLUBLES SÓLIDOS DISUELTOS SÓLIDOS SUSPENDIDOS 24

25 OXÍGENO EN EL AGUA Y DEMANDA DE O 2 Oxígeno disuelto (OD). Demanda química de oxígeno (DQO). Demanda biológica de oxígeno (DBO). 25

26 OXÍGENO DISUELTO EN EL RIO BOGOTÁ

27 ANIONES Y CATIONES SALINIDAD. DUREZA. 27

28 OTRAS SUSTANCIAS GRASAS Y ACEITES. DETERGENTES. TÓXICOS METALES PESADOS. CONTAMINANTES ORGÁNICOS 28

29 INTERÉS SANITARIO VIDA EN EL AGUA. ENFERMEDADES. INDICADORES. COLIFORMES SISTEMAS HIDRÁULICOS. 29

30 REDUCCIÓN DE MICROORGANISMOS POR EFECTOS DEL TRATAMIENTO Coliformes fecales en las excretas humanas ( CF / persona día) Aguas residuales municipales, sin tratar ( CF/100 ml) Reducciones por tratamiento de las aguas residuales Reducción acumulativa (%) CF/100 ml supervivientes Tratamiento primario Tratamiento secundario Tratamiento terciario Desinfección Tratamiento del agua para suministro Reducción acumulativa (%) CF/100 ml superviviente Almacenamiento del agua sin tratar Coagulación / sedimentación Filtración 99,9 0,8-1,4 Desinfección 99,9999 0, ,00014 Adaptado de: Romero, J.

31 CARACTERIZACIÓN DEL AGUA NORMATIVIDAD ACTUAL. RESOLUCIÓN 2115 DE 2007 (CARACTERÍSTICAS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO.) DECRETO 1594 PARA VERTIMIENTOS AGUA POTABLE. CALIFICACIÓN DE LAS FUENTES. 31

32 USOS DEL AGUA CON BASE EN LA CALIDAD CAMBIOS EN LA CALIDAD DEL AGUA. CONTAMINACIÓN. AUTODEPURACIÓN. AGUAS GRISES. SISTEMAS DE TRATAMIENTO. VALORACIÓN DEL AGUA. 32

33 CALIDAD DEL AGUA

34 HUELLA HÍDRICA Ciclo de vida. Requerimientos de agua en el ciclo de cada producto o servicio. 34

35 CICLO DE VIDA Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos ELABORACIÓN DE PRODUCTOS Y SERVICIOS Reciclado Residuos COMERCIALIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN Residuos Remanufactura Residuos Agua - Energía Mano de Obra Insumos USO Y CONSUMO Reciclado de ciclo cerrado Reutilización Agua - Energía Mano de Obra Insumos TRANSFORMACIÓN PRIMARIA Agua - Energía Mano de Obra Insumos Residuos Residuos ADQUISICION DE MATERIA PRIMA Residuos Residuos RETIRO Y DESCARTE TRATAMIENTO Y DISPOSICION Agua - Energía Mano de Obra Insumos Reciclado de ciclo abierto o cerrado a ciclos de otros sistemas Transferencia de materiales (Incluye transporte y empaque) Adaptado de: Incluyendo: U.S. EPA. Life Cycle Design Guidance Manual. EPA 600/R-92/226 Story of Stuff. Ann Leonard. LCA (Análisis de ciclo de vida) aplicado a procesos en Colombia en: Control de Operaciones y procesos (U. Central). Gerencia Ambiental (Forum - U. de la Sabana) y Prevención de la Contaminación Industrial (U. Nacional)

36 A MANERA DE CONCLUSIÓN AGUA COMO SISTEMA DE TRANSPORTE A DIFERENTES ESCALAS. LA VIDA COMO LA CONOCEMOS. LAS PRINCIPALES AMENAZAS (Y OPORTUNIDADES). CONTAMINACIÓN CRECIENTE CAMBIO CLIMÁTICO NUEVA CONCIENCIA SOCIAL 36

37 PRINCIPALES REFERENCIAS RECOMENDADAS IDEAM. «Estudio Nacional del Agua» Leonard, Annie. «La historia de las cosas». FCE, Marín, Rodrigo. «El Agua un Derecho Intransferible». Kimpres Masters, G. & Ela, W. «Introducción a la ingeniería medioambiental». Pearson Mindesarrollo. Reglamento de Agua potable y saneamiento básico. RAS Novotny, V., Ahern, J. & Brown, P. «Water centric Sustainable Communities». Wiley Pauli, Gunter. La economía azul. Tusquets Romero, Jairo. «Tratamiento de Aguas Residuales». ECI

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