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PROCESO DE POTABILIDAD DEL

AGUA Y COMO PODRIAMOS APLICAR

A LA CIUDAD UNIVERSITARIA

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DEDICATORIA:

El presente trabajo está dedicado a Dios y a nuestros padres por su apoyo incondicional durante nuestra etapa de formación profesional.

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INTRODUCCION

El agua ocupa la mayor parte de la superficie de nuestro planeta (70%), constituyendo el compuesto químico más abundante en los organismos vivos y siendo el principal componente del citoplasma. Se denomina agua potable al agua "bebible" en el sentido que puede ser consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades.

El desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, entre los que destacan, por su importancia para el hombre, los usos potables. Por tanto, el hombre se sirve del agua existente en la naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evidente que debido a determinadas características químicas, físicas y biológicas del agua, ésta no puede ser utilizada de forma directa, y es por eso que dicha agua requerirá de una serie de correcciones y tratamientos que eliminen aquellas partículas o sustancias perjudiciales para el hombre.

Al proceso de conversión de agua común en agua potable se le denomina potabilización.

El suministro de agua potable es un problema que ha ocupado al hombre desde la antigüedad. En algunas zonas se construían cisternas que recogían las aguas pluviales. Estos depósitos suelen ser subterráneos para que el agua se mantenga fresca y sin luz.

En muchos países el agua potable es un bien cada vez más escaso y se teme que puedan generarse conflictos bélicos por la posesión de sus fuentes.

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CUERPO DE LA MONOGRAFIA

PROCESO DE POTABILIZACIÓN

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EN LA PLANTA:

Agua turbia y con partículas grandes en suspensión:

1) CAPTACIÓN

El proceso comienza con la captación del agua del río, que se lleva a cabo mediante unas rejas de captación de unos 8 mm, suficientes para que entre bastante caudal pero no tierra ni grandes cuerpos en suspensión. Es la zona en la cual el agua es bombeada desde la fuente de captación hacia la planta de potabilización. En su mayoría el agua es elevada desde muelles de toma, ubicados sobre las márgenes de los ríos con bombeos de importantes caudales a baja altura.

2) PRE CLORACIÓN:

Se le añade cloro al agua para eliminar amoníaco y para evitar la formación de algas. El cloro se encuentra en unos tanques en estado líquido, mediante unas resistencias pasa a gas y entonces se le añade al agua.

3) FLOCULACIÓN O COAGULACIÓN:

Es un proceso de tratamiento que denota una serie de operaciones químicas y mecánicas por las cuales se aplican coagulantes. Se llaman coagulantes a los agentes químicos agregados al agua para facilitar el asentamiento de sustancias coloidales o finamente desmenuzadas que se encuentran en suspensión. La aglomeración de esas partículas se llama flocs. Este tratamiento tiene por objeto clarificar el agua o sea eliminar la turbiedad. La decantación empieza cuando termina la coagulación. En este proceso se le baja prácticamente a cero la velocidad de escurrimiento al líquido para alcanzar los asentamientos de las partículas formadas anteriormente.

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Ejemplo de coagulación – floculación del agua

4) CÁMARAS DESARENADORAS: 

Al agrandar la sección de paso del agua, ésta pierde velocidad y esto permite que la arena y las partículas más grandes se depositen .Como el agua ya no contiene arena se puede bombear más fácilmente, llegando por su propio desnivel.

5) ELIMINACIÓN DE SALES DISUELTAS:

También llamada ablandamiento del agua y que consiste en la eliminación de los iones Ca y Mg por precipitación o por intercambio iónico, añadiendo carbonato de sodio para cambiar los iones calcio o magnesio por iones sodio. Esta reacción,va seguida de una filtración para separar los precipitados formados.

6) FILTRACIÓN:

Es el proceso mediante el cual el agua es separada de la materia en suspensión haciéndola pasar a través de una sustancia porosa. En la práctica este material poroso es generalmente arena con una granulometría adecuada a dicho fin. Hay dos clases de filtros de arena: los de acción lenta y los de acción rápida, y estos se dividen en filtros de superficie libre y filtros de presión.

En los filtros lentos el agua pasa por gravedad a través de la arena a baja velocidad, la separación de los materiales sólidos se efectúa al pasar el agua por los poros de la capa filtrante y adherirse las partículas a los granos de arena.

En los filtros rápidos con superficie libre, el agua desciende por gravedad a través de la arena a una velocidad mayor. Es imprescindible el tratamiento con coagulantes para sacar la mayor cantidad de partículas en suspensión.

El filtro se lava con una corriente de agua en sentido contrario al de filtrado, que expande el lecho y se lleva al desagüe los sólidos acumulados.

Este último tipo de filtrado es el usado mayoritariamente en los procesos de potabilización.

FILTROS DE ARENA: 

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Después de los procesos de floculación y sedimentación, el agua acaba su proceso de aclaración pasando a través de un lecho de arena de unos 60 cm de espesor, de manera que pierda las pequeñas partículas en suspensión que le queden.

No hay que olvidar, la Galería de Control de filtros, donde encontramos una serie de controladores de la presión que sirven para saber cómo están los filtros de llenos.

FILTROS DE CARBÓN ACTIVO:

El carbón activo, que actúa de forma parecida a los filtros del tabaco, tiene la capacidad de coger partículas de tamaños muy pequeños, tales como las sustancias orgánicas o los detergentes.

Destacar que este carbón se regenera con bastante frecuencia en los llamados hornos de regeneración, de modo que se recupera casi el 90% del carbón usado, que se renovará pasados 3 años.

7) DESINFECCIÓN

Es el proceso por el cual se destruyen los agentes microbianos, por medio de productos químicos como: Hipoclorito de Sodio, Hipoclorito de calcio, Dióxido de cloro, ozono etc. Este es el último paso en la potabilización del agua superficial. El agua tratada se acumula en cisternas y tanques elevados desde donde es distribuida por red a los domicilios.

El producto químico usado por Aguas Rionegrinas es el Hipoclorito de Sodio cuando la fuente es agua subterránea o proviene de pozo filtrante (pozo a orillas del río que percola el agua del mismo), el único tratamiento que requiere generalmente es la desinfección.

Una importante cobertura de agua potable en toda la Provincia, Departamento, etc.

La calidad del agua suministrada en todas las localidades, por más pequeñas que estas sean, se controlan diariamente por mediciones de cloro residual en extremo de red, de turbiedad en las plantas de potabilización y exámenes bacteriológicos y fisicoquímicos con una cantidad de análisis. Mensuales acorde a los habitantes de cada localidad.

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8) ESTERILIZACIÓN:

Se realiza mediante cloración, hasta alcanzar concentraciones de cloro ya que concentraciones superiores comunican sabor al agua. La esterilización puede efectuarse también mediante ozono o radiaciones ultravioletas, para eliminar bacterias o sustancias nocivas.

9) CÁMARA DE MEZCLA: 

El agua está turbia y para depositar las partículas que le dan tono opaco, se sigue el proceso de floculación, ya comentado antes.

-adición sulfato de aluminio-adición cloruro de hierro

10) DECANTADORES: 

Los correspondientes hidróxidos que se han formado se sedimentan en los decantadores , quedando el agua sin turbiedad. Agua no turbia pero tampoco cristalina:

DECANTADORES DE FLUJO HORIZONTAL:

Son los más utilizados a nivel purificación de aguas, la distribución de caudales en tanques rectangulares, se produce por un extremo, existiendo pantallas reflectoras, y atraviesa la longitud del tanque hasta los vertederos de evacuación Decantadores de flujo vertical: Se suelen utilizar únicamente en aplicaciones de floculación decantación.

12) BOMBEAMIENTO INTERMEDIO: La incorporación de nuevas fases en el tratamiento del agua tales como la ozonización y la filtración con carbón activo, hacen indispensable un abombamiento intermedio para que el agua pueda recorrer todas las nuevas fases y llegar hasta los depósitos de agua tratada. Agua clara pero con disoluciones detergentes y orgánicas:

13) INSTALACIÓN DE OZONIZACIÓN:

En la Planta no hay tanques que contengan ozono, sino que tienen que producirlo ellos: cogen aire

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de la atmósfera, lo secan y le transmiten una diferencia de potencial de unos 12000 V para que las moléculas de O2 se separen y en unirse se obtengan moléculas de ozono, que se concentrará en el aire en un 4,5%. Posteriormente este ozono se suelta en el agua donde reacciona rápidamente destruyendo los componentes orgánicos.

AFINO CON CARBÓN ACTIVO:

Una vez que el agua ha sido clarificada, pasa a la adsorción sobre carbón activo, que permitirá la disminución de la materia orgánica, coloro, olor y sabor presente, por separación, al quedar retenidas en la superficie del adsorbente. El adsorbente utilizado es carbón activo en forma granular que se sitúa formando un lecho fijo en una columna de tratamiento, a través del cual pasa el agua. El Carbón Activo puede fabricarse a partir de todo tipo de material carbonoso, o bien, a partir de cualquier carbón mineral no grafítico. Pero, hay que recordar que cada materia prima brinda características y calidades distintas.

Una de las principales razones de la aplicación del Carbón Activo es la decloración o eliminación de cloro libre del agua. También se puede utilizar para controlo olor y sabor, el crecimiento biológico o eliminar amoniaco.

15) POSTCLORACIÓN:

El agua ya está completamente limpia, pero para su total potabilidad y sobre todo por seguridad, se hace una última cloración, de manera que llegue en perfectas condiciones a los usuarios.

A partir de aquí, el agua ya está en perfectas condiciones para su consumo en las ciudades o zonas industriales, pero antes de que podamos hacer uso de este recurso tan valioso, el agua ha de llegar hasta nosotros.

Es por eso, que al salir de la Planta potabilizadora, el agua es bombeada para su posterior almacenaje en los llamados depósitos de servicio. Estos depósitos están situados a determinadas alturas, las suficientes para que el agua, siguiendo el principio de los vasos comunicantes, llegue a todas las casas.

Esquema de una estación de tratamiento de agua y de la red de suministro de la misma:

Aquí vemos como el agua después de haber sido tratada, es bombeada y enviada a un depósito donde es almacenada para su posterior distribución y utilización.

Después de su utilización, esta agua, antes de ser devuelta a la naturaleza debe depurarse, porque de otro modo la calidad del agua iría empobreciendo con el tiempo.

Así es como pasamos a otro de los procesos que sigue el agua, que es el que se conoce con el nombre de Depuración de aguas residuales, que podemos definir como el conjunto de operaciones a que son sometidas las aguas residuales para eliminar impurezas, antes de verterlas al medio ambiente (ríos, mares,…). Este proceso comprende:

1.- Eliminación de materias gruesas por rastrillado.

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2.- Eliminación de arenas.

3.- Eliminación de espumas.

4.- Sedimentación en balsas decantadoras para la separación de los lodos.

Los lodos se degradan mediante fermentación y pueden ser empleados para elaborar abonos.

Los gases desprendidos se queman, pudiéndose utilizar como combustibles.

Posteriormente y para finalizar ya, el agua puede ser devuelta a la naturaleza, de donde el hombre volverá a abastecerse una vez más, creando así una especie de ciclo que nunca acaba.

De forma más esquemática y aclaradora, podríamos decir que dicho ciclo, al que podemos dar el nombre de Ciclo de utilización del agua, es el siguiente:

De forma resumida, el ciclo consta de las siguientes partes:

1.- Captación de los recursos hidráulicos existentes en la naturaleza.

2.- Tratamiento del agua en función del uso posterior.

3.- Sistema de almacenaje y distribución de la misma a los puntos de consumo (red de distribución y depósitos).

4.- Uso de agua.

5.- Sistema de recogida del agua utilizada (red de alcantarillado).

6.-Depuración del agua residual en función del medio receptor y del tipo de vertidos.

7.- Vertido final a los cauces o masas de agua naturales.

16) CLORACIÓN AL BREAKPOINT:

La adición de cloro en el punto inicial tiene dos funciones: desinfección y oxidación. Con estas dos propiedades contribuimos a eliminar hierro, manganeso, sulfuros, amoniaco y otras sustancias reductoras. También reducimos sabores existentes antes de la cloración y la función que más nos interesa que es la reducción del crecimiento de algas y otros microorganismos presentes en el agua. Esto se consigue añadiendo cloro hasta conseguir cloro residual libre en el agua normalmente se busca 0.5 ppm de cloro libre. El cloro se puede adicionar en forma de cloro líquido, solución de hipoclorito de sodio o tabletas de hipoclorito de calcio.

TRATAMIENTOS FÍSICOS:

Son los menos utilizados, Dentro de este tipo de tratamientos se puede incluir la aplicación de calor pero además de ser costoso, deja mal sabor ya que elimina el oxigeno disuelto y las

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sales presentes en el agua. Otro de los procesos que se utilizan es el dejar pasar el tiempo, para que los gérmenes fecales disminuyan su concentración al ser el agua retenida en ambiente hostil.

TRATAMIENTOS QUÍMICOS:

los agentes químicos desinfectantes más utilizados son el cloro, el dióxido de cloro y el ozono. dentro de los que tenemos que el cloro en su forma gaseosa o como Hipoclorito de Sodio o Calcio es el más usado. La aceptación del cloro es debida a3 factores:

Su capacidad de oxidar sustancias inorgánicas (hierro, manganeso, nitritos, etc) que causan mal sabor, corrosión y deterioro en las líneas de transmisión del agua.

La acción microbicida del cloro como algicida, bactericida y en menor medida virucida. Y la capacidad de mejorar los procesos de coagulación y floculación, ya que favorece la formación de flóculos.

Adicionalmente a las ventajas anteriores su uso es de bajo costo y es bastante seguro. El equipo que requiere pasa su dosificación no es sofisticado ni complejo.

El Dioxido de Cloro (Cl02) es un gas relativamente inestable que se obtiene a partir de la mezcla de cloro con clorito sódico. Es relativamente inestable por lo que normalmente se genera en el lugar de aplicación. Una de sus ventajas es que no se ve afectado por el pH e incluso aumenta su potencialidad frente a amebas y enteovirus.

El Ozono constituye la tercera alternativa tras el cloro y el dióxido de cloro. La aplicación de ozono también requiere de aplicación in situ debido a su inestabilidad.

17) RADIACIÓN:

Hay varias formas que pueden desempeñar un papel desinfectante. LasRadiaciones más útiles son UV, los rayos X y los rayos y. La radiación que más se utiliza es la UV debido a su costo, un inconveniente que tiene este tratamiento es su baja eficacia frente a la turbidez del agua.

TIPOS DE TRATAMIENTO:

Los tratamientos para potabilizar el agua, se pueden clasificar de acuerdo con:¾ Los componentes o impurezas a eliminar.¾ Parámetros de calidad¾ Grados de tratamientos de agua

En tal sentido, se puede realizar una lista de procesos unitarios necesarios para la potabilización del agua en función de sus componentes. De esta forma, la clasificación sería la siguiente:

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18) PARÁMETROS DE CALIDAD:

Las aguas superficiales susceptibles de ser destinadas al consumo humano quedan clasificadas, según el grado de tratamiento que deben incluir para su potabilización, en los 3 grupos siguientes:¾ TIPO A1: Tratamiento físico simple y desinfección¾ TIPO A2: Tratamiento físico normal, tratamiento químico y desinfección¾ TIPO A3: Tratamiento físico y químico intensivo, afino y desinfección

Los procesos unitarios que corresponde cada grado de tratamiento serán los siguientes:

Debido a que hay tres grados de tratamiento, procederé a explicar las operaciones unitarias del más completo de ellos

INSTALACIONES:

Esta red está formada por unas canalizaciones de agua, que salen de la Planta y que conducen agua ya potable hasta una serie de depósitos situados en puntos determinados y a diferentes alturas, para poder salvar el desnivel y permitir así, que el agua llegue a todas partes.

Después, no hay que olvidar que río arriba hay unas estaciones de alerta, que están enviando señales continuamente sobre el estado del agua a la Planta y así ésta, puede cerrarse en caso de que el agua no estuviera en buen estado.

Por último ya, comentar que lo que son las instalaciones de la Planta, propiamente dicha, ocupan bastante superficie, y esto se debe a que el proceso que ha de seguir el agua es lento (5-6 horas) y minucioso. Aclarar además que en la Planta no sólo están las instalaciones de tipo técnico, sino que también encontramos el:

LABORATORIO: con diferentes departamentos; controles de la calidad y tasas de ciertos parámetros del agua, e investigación para encontrar nuevos procesos para el tratamiento de la misma.

TELECONTROL: que controla muchos de los procesos por los que pasa el agua, que están automatizados: producción de ozono, envases, hornos de regeneración del carbón activo, etc...

CONCLUSIONES:

Para acabar ya, comentar un poco lo que me ha parecido hacer este trabajo.

En cuanto a la visita que hicimos a la Planta de Tratamiento, decir que me sorprendieron bastante las instalaciones, ya que ni mucho menos me esperaba que estuvieran tan bien.

Después, cuando he tenido que enfrentarme al trabajo, me he arrepentido de haber hecho la visita a la Planta, pero ahora, cuando ya estoy escribiendo las últimas líneas, puedo decir que aunque me

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haya costado hacerlo, como todos los trabajos, estoy contenta, ya que considero que si me ha servido de algo, no he trabajado en vano.

El acceso a agua y saneamiento básico en Guatemala es insuficiente y además su calidad es inadecuada. Eso resulta en impactos negativos en la salud pública. Por años se ha dicho que la capacidad financiera limitada de los organismos encargados de proveer estos servicios y la institucionalidad débil del sector son factores que limitan las posibilidades de mejorar el acceso y la calidad de agua potable y saneamiento en el país. Después de haber revisado aproximadamente tratamientos de agua en unos 20 municipios del país creo que esto se desvirtúa en la mayoría de los casos un tratamiento de agua no está fuera del alcance de estas instituciones, lo que si sucede es que el desconocimiento ha llevado a muchas municipalidades, etc. a inversiones de equipo y tratamientos que no son los adecuados y terminan siendo obsoletas o no funcionales, por lo que una de las motivaciones al escribir este artículo fue hacer un resumen de un tratamiento breve y funcional de potabilización de agua.

BIBLIOGRAFIA:

RECOMENDACIONES:

Hábitos simples pero importantesCada uno desde su casa, escuela u oficina puede ayudar al cuidado del agua y que sea un recurso para todos y permanente en el tiempo. Las poblaciones crecen y es por eso que el aporte que pueda hacer cada persona suma y mucho para cuidar este elemento indispensable para la vida.

 

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El agua es indispensable para la vida, tanto de las personas, como de los animales y las plantas.

Es importante y es por eso que debemos aprender a NO DERROCHARLA.

Nuestro cuerpo tiene un 70% de agua.

Además de agua para beber, nosotros los seres humanos utilizamos el agua en casi todas nuestras acciones:

-Para preparar alimentos– Lavar ropa– Higiene personal– Riego de plantas– Cría de animales– Fabricación de productos– Producción de energía