MANEJO Y GESTION DE AGUAS. EL AGUA Sustancia líquida incolora, inodora e insípida. Sus moléculas se encuentran asociadas por enlaces de hidrógeno Forma.

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1 MANEJO Y GESTION DE AGUAS

2 EL AGUA Sustancia líquida incolora, inodora e insípida. Sus moléculas se encuentran asociadas por enlaces de hidrógeno Forma gran parte de la superficie terrestre supone el 0,022% de la masa del planeta Tierra Forma parte de los seres vivos y de los minerales como agua de cristalización. Disolvente más utilizado

3 Impurezas del agua Sólidos disueltos totales Materia insoluble suspendida(turbiedad) Materia orgánica(olor, sabor) Gases disueltos: CO2, O2, N2, en aguas sulfuradas el H2S, CH4

4 Ciclo hidrológico del Agua

5 CARACTERISTICAS FISICAS Estado Físico: líquido, sólido y gaseoso Color: determinado por la presencia de metales, materias suspendidas, sustancias orgánicas disueltas, humus, plancton o residuos industriales. Sabor y Olor: determinado por la presencia de sustancias orgánicas y microorganismos. Temperatura: determinado por la región, clima. Conductividad: medida de la corriente eléctrica en el agua debida a las sustancias ionizadas, principalmente por causa de los sólidos disueltos, influenciados por la buena conductividad de los ácidos orgánicos, bases, sales y compuestos orgánicos. Temperatura: determinado por la región, clima. Conductividad: medida de la corriente eléctrica en el agua debida a las sustancias ionizadas, principalmente por causa de los sólidos disueltos, influenciados por la buena conductividad de los ácidos orgánicos, bases, sales y compuestos orgánicos. Sólidos totales: todos los sólidos contenidos en el agua. -Sólidos totales disueltos: sólidos en disolución. -Sólidos suspendidos: sólidos no disueltos -Sólidos volátiles: sólidos debidos a químicos orgánicos. -Sólidos sedimentables: sólidos en suspensión que sedimentan por gravedad

6 Características Químicas pH Alcalinidad Dureza Sulfatos Nitratos Cloruros Metales

7 ph: rango óptimo de 6,5 – 8,5 un pH menor de 7 indica una reacción ácida. Un agua ligeramente ácida influencia la actividad corrosiva del agua. El rol del pH en la química del agua está asociada con corrosividad, alcalinidad, dureza, acidez, coagulación y cloración. Alcalinidad: causada por los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, también se define como la capacidad de neutralizar el ácido. La alcalinidad y el pH definen las características corrosivas o incrustantes del agua. Dureza: concentración total de iones calcio y magnesio como bicarbonatos de calcio o magnesio, sulfatos de calcio o magnesio y cloruros de calcio o magnesio. Afecta a los procesos industriales y comerciales. Las aguas subterráneas son duras debido al contacto con minerales del suelo. Agua dura: desde 200 mg/L Agua muy dura: desde 300mg/L Agua excesivamente dura: por encima de los 300mg/l  Dureza cero: las industrias del papel, textil, farmacéutica, alimentos, lavanderías, etc.  Dureza carbonatada o dureza temporal: debido a la asociación de los cationes con los iones bicarbonato, se puede eliminar al hervir el agua.  Dureza no carbonatada o dureza permanente: debido a la asociación de los cationes con iones sulfato o cloro.

8 Ablandamiento: proceso que reduce o elimina la dureza del agua. Se utiliza intercambiadores iónicos como zeolitas inorgánicas de origen natural como silicatos de aluminio( 3SiO 2. Al 2 O 3 ) y artificiales como la permutita (Na 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2.6H 2 O) y orgánicos sintéticos como el poliestireno divinil benceno (SDVB). Coagulantes: sulfato de aluminio, sulfato férrico, polielectrólitos orgánicos. Purificación: eliminación de la materia orgánica y de los microorganismos del agua

9 Propiedades biológicas Principal componente de los seres vivos permite el cumplimiento del fenómeno de ósmosis en las funciones digestiva, respiratoria y excretora Es imprescindible para las enzimas que provocan y regulan las reacciones químicas que se producen en el organismo. agente químico reactivo, en las reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción. Excelente termorregulador, permite la vida de organismos en una amplia variedad de ambientes térmicos. Absorbente de radiación infrarroja, crucial en el efecto invernadero. Interviene en el mantenimiento de la estructura celular (plantas). Proporciona flexibilidad a los tejidos. Actúa como vehículo de transporte en el interior de un ser vivo y como medio lubricante en sus articulaciones.

10 Agentes patógenos en aguas superficiales Bacterias : eschericia coli, salmonella, shiguela, vibrio cholerae, yersinia enterocolítica, campilobacter jejui. Virus: entero virus, rotavirus, adenovirus Protozoos: giardia, criptospridium, entomoeba histolítica, balantidium coli. Helmintos:ascaris, trichurius, taenia. Ciano bacterias: anabaena, microcistis.

11 Contabilidad hídrica del cuerpo humano Haber diario Bebidas diario 1300 Alimentos 850 Oxidación 350 Debe diario Evaporación por pulmones 400 Evaporacin por la piel 500 Agua en heces fecales 100

12 Agua para riego Se usa agua sin tratamiento previo, para regiones áridas se lleva grandes distancias, en las regiones no áridas se emplea cualquier agua dulce.

13 Agua para enfriamiento se usa con fines industriales para enfriar durante el proceso productivo

14  AGUA PARA CALDERAS Debe estar libre de materiales disueltos o en suspensión capaces de formar depósitos y de los gases disueltos de oxígeno y dióxido de carbono. Puede tratarse dentro de la caldera o fuera de ella y en ocasiones de ambas formas. En calderas pequeñas se puede efectuar el tratamiento interno. Para calderos grandes se hace el tratamiento externo. Se emplea zeolitas  AGUA PARA PISCINAS Con características similares al agua potable. Se debe mantener cantidades adecuadas de cloro permanentemente.  AGUAS INDUSTRIALES Los que se emplean en la obtención de metales. Industria automotriz Industria química Industria del coque Industria de los alimentos Industria del petróleo Industria textil Servicios públicos

15 EL AGUA DES-IONIZADA El agua des-ionizada es aquella a la cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio iónico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones excepto el H+, o más rigurosamente H3O+ y el OH-, pero puede contener pequeñas cantidades de impurezas no iónicas como compuestos orgánicos. EL AGUA MINERAL El agua mineral es agua que contiene minerales u otras substancias disueltas que alteran su sabor o le dan un valor terapéutico. Sales, compuestos sulfurados y gases están entre las sustancias que pueden estar disueltas en el agua; esta puede ser, en ocasiones, efervescente. El agua mineral puede ser preparada o puede producirse naturalmente.

16 AGUA DESTILADA Se llama agua destilada al agua que ha sido evaporada y posteriormente condensada. Al realizar este proceso se eliminan casi la totalidad de sustancias disueltas y microorganismos que suele contener el agua y el resultado es prácticamente la sustancia química pura H2O. AGUA PESADA La fórmula química del agua deuterada, óxido de deuterio o agua pesada es: D2O o 2H2O. La fórmula química del agua tritiada, óxido de tritio o agua superpesada es:T2O o 3H2O. Como ya se ha indicado, esta forma es radiactiva. Además hay otras variedades isotópicas como: agua semipesada cuya fórmula química es HDO, DHO o 1H2H O. y una forma sin nombre que correspondería a un "agua semi - superpesada", a veces llamada agua tritiada, cuya fórmula química es HTO, THO o 1H3H O.

17 Desinfección química del agua Cloro(Cl2): es uno de los elementos más comunes para la desinfección del agua. Dióxido de cloro (ClO2) Hipoclorito de sodio (ClO-) Ozono (O3) Halógenos: Bromo (Br2), Yodo (I2) Cloruro de bromo (BrCl) Metales: cobre (Cu2+), plata (Ag+) Permanganato (KMnO4) Jabones y detergentes Sales de amonio Peróxido de hidrógeno

18 Desinfección física del agua Luz ultravioleta fotocatalisis Radiación electrónica Rayos gamma Sonido Calor

19  SEDIMENTACIÓN Se lleva en tanques de sedimentación o charcas o estanques, los períodos de reposo varían desde horas hasta uno o más meses.  COAGULACIÓN Proceso de unión de partículas pequeñas para formar partículas mas grandes. Se puede producir tanto en el agua como en el aire, y el proceso puede ser acelerado por adición de ciertos compuestos químicos.  FILTRACIÓN Pasar el agua coagulada o sedimentada a través de una capa de arena fina, en filtros prensa o por gravedad.  CLORACIÓN Proceso de desinfección mas usada, puede efectuarse antes de la filtración (precloración) y después la filtración.

20  ELIMINACIÓN DEL GUSTO Y OLOR Salvo en las aguas sulfuradas la mayor parte de gustos y olores son de naturaleza orgánica, los que se combate con la aireación en los sedimentadores y coaguladores o añadiendo carbón activado en estas instalaciones o filtros de carbón activo.  ELIMINACIÓN DE LA DUREZA 1.En un ablandador a presión o del tipo de gravedad, se hace fluir el agua por un lecho de 15 a 20 cm de intercambiador de cationes de sodio que retiene los iones calcio y magnesio. dura de 4 a 24 horas en la industria y de una a dos semanas en el uso doméstico 2.procedimiento de la cal, adicionando cal mas un coagulante o cal mas carbonato sódico mas un coagulante en diversas dósis. 3.cal sodada en caliente en tanques de acero cerrados a presión a temperaturas cercanas al de ebullición.

21 DESMINERALIZACIÓN Los cationes metálicos se eliminan mediante un intercambiador catiónico en su forma sódica. Regeneración: CaR2 + 2NaCl ------- 2NaR + CaCl2

22 El intercambio aniónico se realiza para eliminar H 2 SO4, HCl, HNO 3 de las aguas servidas.

23  ARSÉNICO La ingestión de pequeñas cantidades de arsénico pueden causar efectos crónicos por su acumulación en el organismo. Envenenamientos graves pueden ocurrir cuando la cantidad tomada es de 100 mg. Se ha atribuido al arsénico propiedades cancerígenas.  ZINC La presencia del zinc en el agua potable puede deberse al deterioro de las tuberías de hierro galvanizado y a la perdida del zinc del latón. En tales casos puede sospecharse también la presencia de plomo y cadmio por ser impurezas del zinc, usadas en la galvanización. También pude deberse a la contaminación con agua de desechos industriales.  CADMIO El cadmio puede estar presente en el agua potable a causa de la contaminación industrial o por el deterioro de las tuberías galvanizadas. El cadmio es un metal altamente tóxico y se le ha atribuido varios casos de envenenamiento alimenticio.  CROMO El cromo hexavalente (raramente se presenta en el agua potable el cromo en su forma trivalente) es cancerígeno, y en el agua potable debe determinarse para estar seguros de que no está contaminada con este metal. La presencia del cromo en las redes de agua potable puede producirse por desechos de industrias que utilizan sales de cromo, en efecto para el control de la corrosión de los equipos, se agregan cromatos a las aguas de refrigeración. EFECTO DE ALGUNAS SUSTANCIAS PELIGROSAS

24 Agua potable La desinfección del agua para uso humano tiene por finalidad la eliminación de los microorganismos patógenos contenidos en el agua que no han sido eliminados en las fases iniciales del tratamiento del agua. La desinfección del agua es necesaria como uno de los últimos pasos en la planta de tratamiento de agua potable, para prevenir que esta sea dañina para nuestra salud. Muchas veces, tratándose de agua de manantiales naturales o de pozo, la desinfección es el único tratamiento que se le da al agua para obtener agua potable. Los desinfectantes no solo deben matar a los microorganismos sino que deben además tener un efecto residual, que significa que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la recontaminación del agua.

25 Potabilización Conjunto de operaciones y procesos, físicos y/o químicos que se aplican al agua a fin de mejorar su calidad y hacerla apta para uso y consumo humano.

26 Tipos de plantas ETAP de tecnología convencional: incluye los procesos de coagulación, floculación, decantación (o sedimentación) y filtración. ETAP de filtración directa: incluye los procesos de coagulación-decantación y filtración rápida, y se puede incluir el proceso de floculación. ETAP de filtración en múltiples etapas (FIME): incluye los procesos de filtración gruesa dinámica, filtración gruesa ascendente y filtración lenta en arena.

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28 Proceso de potabilización de agua

29 Diagrama de Flujo de un Proceso de Potabilización del Agua por gravedad

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31 Normas de agua potable por la Organización Mundial de la Salud

32 Monitoreo de la calidad de agua en la minas Drenaje ácido con elevadas concentraciones de sulfatos y metales disueltos Sólidos en suspensión y contenido de metales totales asociados Drenaje casi neutro con elevadas concentraciones de metales disueltos y nutrientes Reactivos químicos de procesos como cianuro Aguas negras o servidas

33 DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO) Mide la capacidad de las bacterias comunes para digerir la materia orgánica, generalmente en un período de incubación de 5 días a 20 °C analizando la disminución de oxígeno. Esta mide la materia orgánica biodegradable. Expresada como O2. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO) Analiza tanto la materia orgánica biodegradable como lo que no lo es (refractaria). Expresada como O2.