Aguas subterráneas. Aguas superficiales

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1 ASSELMAN, MEHDI El agua es un líquido transparente sin olor ni gusto ni estado pero tiene mucha importancia para el cuerpo humano. Esta formado por dos moléculas de hidrogeno y una de oxigeno, físicamente así (H 2 O)

2 La Hidrología se define como la ciencia que estudia la disponibilidad y la distribución del agua sobre la Tierra. En la actualidad la Hidrología tiene un papel muy importante en el Planeamiento del uso de los Recursos Hidráulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tienen que ver con suministro de agua, disposición de aguas servidas, drenaje, protección contra la acción de ríos y recreación. De otro lado, la integración de la Hidrología con la Ingeniería de Sistemas ha conducido al uso imprescindible del computador en el procesamiento de información existente y en la simulación de ocurrencia de eventos futuros. Aguas subterráneas Es el agua que se encuentra o fluye debajo de la superficie terrestre, ocupa los poros de formaciones no consolidadas y las grietas o fisuras de la roca sólida. Se trata de agua que se infiltra en el terreno por las llamadas áreas de recarga, durante el ciclo hidrológico del agua. Cerca del 97% del agua dulce del planeta, se encuentra como agua subterránea, acumulada en grandes acuíferos.. FORMACIONES CONSOLIDADAS: 1. Compuestas por rocas; la cantidad de agua depositada en estos acuíferos depende de la porosidad y número y tamaño de las grietas que estas posean. 2. FORMACIONES NO CONSOLIDADAS: Son las arenas, gravas, guijos, cantos de roca, o la mezcla de estos materiales; la cantidad de agua depende del tamaño del material y la limpieza de los espacios libres (poros). Aguas superficiales Las aguas que discurren por la superficie de las tierras emergidas son muy importantes para los seres vivos, a pesar de que suponen una ínfima parte del total de agua que hay en el planeta. Su importancia reside en la proporción de sales que llevan disueltas, muy pequeña en comparación con las aguas marinas. Por eso decimos que se trata de agua dulce. En general proceden directamente de las precipitaciones que caen desde las nubes o de

3 los depósitos que estas forman. Siguiendo la fuerza de la gravedad, los ríos discurren hasta desembocar en el mar o en zonas sin salida que llamamos lagos. El agua se encuentra en la naturaleza en tres formas o estados diferentes: -En estado sólido, como en el hielo, el granizo o la nieve. Si quieres comprobarlo llena de agua una bandeja de las destinadas a formar cubitos de hielo, mete la bandeja en el congelador y sácala a la mañana siguiente. -En estado líquido, como el agua que consumimos y el agua de los mares, ríos y lagos. -En estado gaseoso, cuando forma las nubes o el vapor que sale del agua hirviendo. Acción disolvente El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica ( alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y -, lo que da

4 lugar a disoluciones moleculares. También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas. Conductividad del agua El agua es un mal conductor de la electricidad, pero como es un disolviente universal, si disolvemos sales en ellas u otras materias. El agua se vuelve un buen conductor de electricidad El agua cubre el 72% de la superficie del planeta Tierra. Es una sustancia relativamente abundante aunque sólo supone el 0,022% de la masa de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera. Distribución del agua de la tierra Estas gráficas de barras muestran en dónde se localiza el agua de la tierra y en qué forma ésta existe. La barra de la izquierda muestra en dónde se encuentra el agua; casi un 97 por ciento de toda el agua se encuentra en los océanos. La barra de en medio representa el 3 por ciento de la "otra" parte de la barra del lado izquierdo (la porción de toda el agua de la Tierra que NO se encuentra en los océanos). La mayoría, un 77 por ciento, se encuentra en glaciares y capas de hielo, principalmente en Groenlandia y la Antártica y en los mares salados que se localizan en partes interiores de los países. Veinte y dos por ciento de esta porción del agua es agua subterránea. La barra del lado derecho muestra la distribución de la "otra" porción de la barra de en medio (el remanente uno por ciento). Nótese que los ríos comprenden menos de la 4/10ava. del uno por ciento de esta agua remanente -- sin embargo, de este remanente es de donde la gente se surte la mayor parte del agua para su uso diario!

5 Nótese que la cantidad de agua de los ríos comprende únicamente cerca de 300 millas. El agua toma diferentes formas en la Tierra: vapor y nubes en el cielo, olas y témpanos de hielo flotante en el mar, glaciares en las montañas, acuíferos en el suelo, por nombrar algunos. A través de la evaporación, precipitación y escorrentía el agua se encuentra en continuo movimiento, fluyendo de una forma a otra en lo que es llamado el ciclo del agua. Debido a la gran importancia de la precipitación para la agricultura y la humanidad en general, recibe diferentes nombres en sus diferentes formas: mientras que la lluvia es común en la mayoría de los países del mundo, otros fenómenos resultan sorprendentes al verlos por primera vez: granizo, nieve, neblina o rocío por ejemplo. Cuando se iluminan, las gotas de agua en el aire pueden refractar los colores del arco iris. De manera similar, la escorrentía ha jugado un papel importante en la historia: los ríos y la irrigación acarrean el agua necesaria para la agricultura. Los ríos y los mares ofrecen oportunidades para el viaje y el comercio. Por la erosión, la escorrentía tuvo un papel importante en el moldeo del entorno, formando valles que proveen de tierra rica y suelo nivelado para el establecimiento de lugares poblados. El agua también se infiltra en el suelo hasta los acuíferos. Este agua subterránea fluye después hasta la superficie en bocas de agua y pozos naturales, o más espectacularmente en géiseres. Esta agua también se puede extraer artificialmente con norias y manantiales.

6 La fase de abastecimiento comienza con la Captación del agua. De forma natural se recoge el agua de lluvia, nieve o granizo que ha precipitado sobre la superficie de la cuenca hidrográfica. Gracias a los procesos de escorrentía y filtración el agua llega hasta los embalses donde se produce su almacenamiento y regulación. La entrega de agua potable a los consumidores se realiza a través de los Ayuntamientos. Ellos son los encargados de distribuirla a las industrias y a los usuarios. A través de una amplia red de túneles y tuberías, bien por la acción de la gravedad o por la intervención de Estaciones de bombeo u otro tipo de infraestructuras, el agua potable es conducida hasta los puntos de consumo. En las Estaciones de Tratamiento de agua Potable, el agua recogida es sometida a diversos procesos para eliminar todos aquellos elementos que puedan resultar nocivos para los consumidores. Regulación del caudal de agua bruta y dosificación de reactivos El proceso de depuración se inicia con la entrada del agua. Una válvula reguladora de nivel es la encargada de controlar esta fase. La modulación de caudales se consigue mediante un grupo de compuertas, de sección fija, que permiten adecuar el caudal a la demanda de la planta. A continuación, mediante un agitador rápido, se añaden al agua los reactivos correspondientes, preparándola para las siguientes fases.

7 Floculación y decantación El agua procedente del agitador es sometida a un proceso de floculación y de coalescencia creándose flóculos por la acción de los reactivos empleados. A continuación, el agua cargada de flóculos comienza a circular lentamente a través de los decantadores depositándose progresivamente en el fondo de las cubetas y formando un manto de lodos. Posteriormente y, de forma regular, los lodos son tratados y eliminados de la forma adecuada. Filtracion del agua El agua decantada es conducida hasta los filtros, atravesando para ello un lecho de arena donde las partículas que no han sido eliminadas en el proceso de decantación quedan retenidas.

8 Desinfección Final El agua filtrada se somete a una cloración final para garantizar el mantenimiento de una carga de cloro residual a lo largo de la red de conducción. Causas naturales El estado natural del agua puede ser afectado por procesos naturales; por ejemplo: los suelos, las rocas, algunos insectos y excrementos de animales. Causas artificiales Otra forma como se puede cambiar su estado natural es artificialmente, fundamentalmente, por causas humanas; por ejemplo: con sustancias y la salinidad del agua, producidas por actividades mineras. La contaminación del agua ocurre en

9 poblaciones que no tienen desagües, sistemas de disposición de excretas o deficientes procesos de recogida y almacenaje de desechos; y arrojar basuras y aguas fecales (o servidas) a los ríos. Otra causa es el exceso de nutrientes: fertilizantes vertidos en agua, que origina algas en exceso, impidiendo la entrada de luz solar al lago o laguna, y la muerte de los peces. Sustancias tóxicas, como los metales pesados (plomo y cadmio), generan bioacumulación. Los residuos urbanos (aguas negras o aguas servidas), que contienen excrementos, también generan contaminación. Accidentes Pueden ocurrir accidentes que causan la contaminación del agua

10 El tratamiento de aguas residuales (o agua residual, doméstica o industrial, etc.) incorpora procesos físicos químicos y biológicos, los cuales tratan y remueven contaminantes físicos, químicos y biológicos introducidos por el uso humano cotidiano del agua. El objetivo del tratamiento es producir agua ya limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente, y un residuo sólido o lodos también convenientes para los futuros propósitos o recursos. Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Esto puede ser tratado dentro del sitio en el cual es generado (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o recogido y llevado mediante una red de tuberías y eventualmente bombas a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para colectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetas a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). Recursos industriales de aguas residuales, a menudo requieren procesos de tratamiento especializado. Típicamente, el tratamiento de aguas residuales es alcanzado por la separación física inicial de sólidos de la corriente de aguas domésticas o industriales, seguido por la conversión progresiva de materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida, el agua tratada puede experimentar una desinfección adicional mediante procesos físicos o químicos. Este efluente final puede ser descargado o reintroducidos de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno superficial o subsuelo)etc. Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada. Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un: Tratamiento preliminar Antes de su tratamiento propiamente dicho, las aguas brutas se someten a un cierto numero de operaciones físicas o mecánicas, que tienen por objeto separar del agua la

11 mayor cantidad posible de materias que, por su naturaleza o tamaño, crearían problemas en los tratamientos posteriores Tratamiento primario El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí conocido también como tratamiento mecánico. Tratamiento secundario El tratamiento secundario es designado para substancialmente degradar el contenido biológico de las aguas residuales que se derivan de la basura humana, basura de comida, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales e industriales trata el licor de las aguas residuales usando procesos biológicos aeróbicos. Para que sea efectivo el proceso biótico, requiere oxígeno y un substrato en el cual vivir. Hay un número de maneras en la cual esto está hecho. En todos estos métodos, las bacterias y los protozoarios consumen contaminantes orgánicos solubles biodegradables (por ejemplo: azúcares, grasas, moléculas de carbón orgánico, etc) y unen muchas de las pocas fracciones solubles en partículas de flóculo. Los sistemas de tratamiento secundario son clasificados como película fija o crecimiento suspendido. En los sistemas fijos de película como los filtros de roca- la biomasa crece en el medio y el agua residual pasa a través de él. En el sistema de crecimiento suspendido como lodos activados- la biomasa está bien combinada con las aguas residuales. Típicamente, los sistemas fijos de película requieren huellas más pequeñas que para un sistema suspendido equivalente del crecimiento, sin embargo, los sistemas de crecimiento suspendido son más capaces ante choques en el cargamento biológico y provee cantidades más altas del retiro para el BOD y los sólidos suspendidos que sistemas fijados de película. Tratamiento terciario El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica siempre en el proceso final, es siempre llamada pulir el efluente.

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