U.M.R.P.S.F.X. CH Agua Para Consumo Humano Facultad de Tecnología CIV-102 AGUA PARA CONSUMO HUMANO 1.- EL AGUA EN NUESTRO PLANETA DESDE el espacio sideral a 160 000 km, nuestro planeta destaca en el fondo negro del vacío como una esfera azul, cruzada por las manchas blancas de las nubes. Tres cuartas partes de su superficie la cubren los mares y los océanos, y de las tierras emergidas una décima parte la cubren los glaciares y las nieves perpetuas. El agua conforma todo el paisaje del planeta: aparente en ríos, lagos, mares, nubes y hielos; sutil en la humedad superficial; notada sólo en el rocío de la madrugada; oculta dentro de la corteza terrestre misma en donde hay una gran cantidad, hasta cinco kilómetros de profundidad. En esta sección daremos una idea de la magnitud de los recursos acuáticos. El volumen de agua en nuestro planeta se estima en unos 1 460 millones de kilómetros cúbicos. Un kilómetro cúbico es un volumen muy grande: mil millones de metros cúbicos, es decir aproximadamente toda el agua que llega a la ciudad de México durante nueve horas; así que, si pudiese bombearse toda el agua de la Tierra por nuestra ciudad tendrían que pasar un millón quinientos mil años. Noventa y cuatro por ciento del volumen total del agua existente en la Tierra está en los mares y océanos, cuatro por ciento dentro de la corteza terrestre, hasta una profundidad de 5 km. El resto en los glaciares y nieves eternas y en lagos, humedad superficial, vapor atmosférico y ríos. En cantidades absolutas, sin embargo, las cifras son enormes. En la tabla se resumen éstas: En los océanos y los mares 1 370 000 000 km 3 En la corteza terrestre 60 000 000 " En los glaciares y nieves perpetuas 29 170 000 " En los lagos 750 000 " En la humedad del suelo 65 000 " En el vapor atmosférico 14 000 " En los ríos 1 000 " TOTAL 1 460 000 000 km 3 ¿De dónde salió tanta agua? La Tierra se formó hace unos 5 000 millones de años por la conglomeración de partículas sólidas. La desintegración de las especies radiactivas y la conversión en calor de la energía Ingeniería Civil 1
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AGUA PARA CONSUMO HUMANO
1.- EL AGUA EN NUESTRO PLANETA DESDE el espacio sideral a 160 000 km, nuestro planeta destaca en el fondo negro del vacío como una esfera azul, cruzada por las manchas blancas de las nubes. Tres cuartas partes de su superficie la cubren los mares y los océanos, y de las tierras emergidas una décima parte la cubren los glaciares y las nieves perpetuas. El agua conforma todo el paisaje del planeta: aparente en ríos, lagos, mares, nubes y hielos; sutil en la humedad superficial; notada sólo en el rocío de la madrugada; oculta dentro de la corteza terrestre misma en donde hay una gran cantidad, hasta cinco kilómetros de profundidad. En esta sección daremos una idea de la magnitud de los recursos acuáticos. El volumen de agua en nuestro planeta se estima en unos 1 460 millones de kilómetros cúbicos. Un kilómetro cúbico es un volumen muy grande: mil millones de metros cúbicos, es decir aproximadamente toda el agua que llega a la ciudad de México durante nueve horas; así que, si pudiese bombearse toda el agua de la Tierra por nuestra ciudad tendrían que pasar un millón quinientos mil años. Noventa y cuatro por ciento del volumen total del agua existente en la Tierra está en los mares y océanos, cuatro por ciento dentro de la corteza terrestre, hasta una profundidad de 5 km. El resto en los glaciares y nieves eternas y en lagos, humedad superficial, vapor atmosférico y ríos.
En cantidades absolutas, sin embargo, las cifras son enormes. En la tabla se resumen éstas:
En los océanos y los mares 1 370 000 000 km 3
En la corteza terrestre 60 000 000 "En los glaciares y nieves perpetuas 29 170 000 "En los lagos 750 000 "En la humedad del suelo 65 000 "En el vapor atmosférico 14 000 "En los ríos 1 000 " TOTAL 1 460 000 000 km 3
¿De dónde salió tanta agua?
La Tierra se formó hace unos 5 000 millones de años por la conglomeración de partículas sólidas. La desintegración de las especies radiactivas y la conversión en calor de la energía cinética y potencial del polvo que formó al planeta elevó la temperatura hasta formar un núcleo líquido de metales que se enfrió liberando gases volátiles que formaron una atmósfera de agua, gases de carbón y de azufre y halógenos (flúor, cloro, bromo y iodo). Se calcula que este proceso tomó 500 millones de años.
Cuando la temperatura era de 600 grados centígrados, casi todos esos compuestos estaban en la atmósfera, pero al descender por debajo de 100 grados centígrados, el agua y los gases ácidos se condensaron, reaccionando con la corteza terrestre y formando los primeros océanos.
Los mecanismos por los que esto sucedió son todavía un gran misterio, aunque se han sugerido dos caminos: un enfriamiento rápido por el cual el agua y el ácido clorhídrico se condensaron formando océanos calientes y ácidos que reaccionaron vivamente con la corteza, o un enfriamiento lento en el que el agua fue atrapada de la atmósfera por las rocas: en este segundo caso la atmósfera habría sido rica en bióxido de carbono y no habría habido océanos, siendo nuestro planeta como ahora es Venus; los océanos en este caso se habrían formado más tarde.
En todo caso la presencia de bacterias y posiblemente algas en rocas de hace 3 000 millones de años indica que para ese tiempo la temperatura era ya inferior a 100 grados centígrados y ya se habían formado los océanos.
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Además, es muy probable que los gases ácidos originales hubiesen sido ya neutralizados por las reacciones con los minerales de la corteza y que ya no hubo más liberación de ellos, así que la composición de los océanos muy probablemente ha sido la misma desde entonces. Los principales compuestos disueltos en el agua de mar se muestran en la siguiente tabla:
Principales constituyentes en un kilogramo de agua de mar
Compuesto Peso (gramos) Proporción en el contenidototal de sales (%)
El único compuesto que faltaba en aquel entonces era el oxígeno, pues este gas no provino del enfriamiento de la corteza. Las primeras cantidades de oxígeno se formaron por la fotodisociación del agua, es decir, por el rompimiento de moléculas de agua por la acción de los rayos ultravioleta del Sol.3 Más tarde, cuando hubo organismos capaces de efectuar la fotosíntesis, se enriqueció la atmósfera en este compuesto. .
El balance local entre tierra y mar es otra cosa: de hecho, en los últimos dos y medio millones de años los cambios han sido grandes, incluyendo destacadamente varios avances y retrocesos de los glaciares. La principal causa de estos cambios se ha debido al clima. Hasta ahora la climatología ha sido dictada fundamentalmente por las fuerzas naturales, pero la creciente actividad industrial humana caracteriza el régimen de balance de agua y calor con una gran inestabilidad. Por ejemplo, las observaciones del nivel promedio del mar en los últimos 60 a 80 años muestran un incremento promedio anual de 1.2 milímetros: ello implica que 430 km3
de reservas acuáticas de la Tierra están pasando al mar cada año.
Este proceso podría verse acelerado por la creciente generación de energía y su consecuente descarga de calor a la atmósfera en la región de tierra, pues podrían provocarse redistribuciones de precipitaciones pluviales y movimientos de las capas de hielo.
II.2. CÓMO CIRCULA EL AGUA EN EL PLANETA: LA EVAPORACIÓN
El agua en nuestro planeta está en continua transformación: se evapora, cae en forma de lluvia, se filtra por la tierra y fluye en los caudales de los ríos. A grandes altitudes o en las latitudes altas se halla presente en forma de hielo o nieve y éstos, a su vez, se transforman también. La ciencia de la hidrología estudia todos estos movimientos y sus observaciones conforman lo que se conoce como el ciclo hidrológico. Éste comprende todos los desplazamientos del agua que forman varias trayectorias que alcanzan 15 kilómetros de altitud, en las nubes más altas, hasta profundidades de 1 kilómetro, en las infiltraciones más profundas.
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En el ciclo hidrológico están presentes muchos fenómenos físicos: el agua se evapora de la tierra y los océanos; el vapor de agua flota por su baja densidad y es arrastrado por las corrientes de circulación de aire atmosférico hasta que finalmente se precipita como lluvia, granizo o nieve. El agua que cae puede ser interceptada y asimilada por las plantas y de ellas ser transpirada y devuelta a la atmósfera; puede fluir por la tierra hacia corrientes o ríos o filtrarse a depósitos subterráneos o bien llenar las depresiones formando lagos, de donde más tarde se evaporará de nuevo. La figura muestra esquemáticamente todos estos procesos.
Figura 15. El agua en la naturaleza está en constante transformación. El ciclo hidrológico es la representación de este cambio.
La cantidad de agua comprendida en el ciclo hidrológico permanece esencialmente constante, aunque localmente cambia y mucho. El comportamiento del ciclo hidrológico lo dicta fundamentalmente el clima y éste varía de lugar a lugar y también en el tiempo. Más aún, existen factores locales, como el cambio de vegetación o la ocurrencia de fenómenos geológicos (como la actividad de un volcán) que pueden afectar grandemente al ciclo hidrológico. La actividad humana, por su parte, tiene una gran influencia: el crecimiento de las ciudades y la interrupción de ríos por presas o sistemas de riego afecta también el movimiento natural del agua.
El ciclo hidrológico evidentemente no tiene principio ni fin puesto que los muchos procesos que lo componen están interconectados. Así que, para empezar, cualquier lugar es bueno y podemos hacerlo por el proceso de evaporación, que es el que lleva la humedad de la superficie del planeta a la atmósfera.
La evaporación es un intercambio de moléculas entre un líquido y un gas; el fenómeno inverso se llama condensación. El balance entre la evaporación y la condensación depende de la temperatura del líquido, de su pureza, de la humedad del aire (es decir de cuánta agua disuelta hay en él), del viento y de otros factores.
En general las atracciones son más intensas en el líquido que en el gas: en éste las moléculas se encuentran prácticamente libres de manera que las moléculas del líquido deben adquirir la energía suficiente para pasar de un medio más "pegajoso" a otro libre; además, al escapar la molécula se lleva consigo la energía de movimiento que adquirió, reduciendo la energía total del líquido.
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Así que para que se produzca y mantenga el fenómeno de evaporación es necesario que una fuente externa de calor suministre la energía necesaria que será menor en la medida que las moléculas tengan ya de por sí mayor movimiento, es decir, mayor temperatura. La fuente principal de calor para evaporar el agua en la naturaleza es el Sol.
Los procesos de evaporación y condensación compiten entre sí estableciendo un cierto equilibrio, aunque el proceso de evaporación se produce con mayor celeridad y, en general, hay una transferencia neta de moléculas del líquido al gas.
La capacidad del aire para recibir más de las moléculas que escapan del líquido varía de acuerdo con su saturación de humedad: la evaporación predomina sobre la condensación mientras la humedad relativa del aire es baja y el proceso esencialmente se detiene cuando llega al 100%. Cuando esto ocurre, el número de moléculas que escapan del líquido es esencialmente igual al que regresa, y el proceso de evaporación se equilibra con el de condensación
En una situación real, un lago por ejemplo, existen varios fenómenos entrelazados que gobiernan la evaporación del agua. Desde luego, la temperatura del líquido constituye un factor muy importante, pero la evaporación se verá afectada por otras causas.
El viento actuará de varias maneras: al eliminar las moléculas que acaban de escapar del líquido impedirá que regresen por condensación y habrá otras que ocupen su lugar. Si el viento es caliente proveerá mayor energía para acelerar el proceso de evaporación, pero si es frío detendrá el proceso quizás hasta invertirlo, favoreciendo la condensación. Este fenómeno se conoce como advección.
Los sólidos disueltos en el agua también afectan la evaporación pues introducen atracciones adicionales en el seno del líquido que hacen que las moléculas se "peguen" más. Aproximadamente por cada 1% de salinidad en el agua se reduce en 1% la evaporación; así, el agua marina con 3.5% de sales disueltas se evapora 3% menos que el agua dulce. Otro efecto de la materia disuelta en el agua es que refleja la radiación solar y por consiguiente reduce la cantidad de energía transferida a ella. El resultado es una menor evaporación.
El agua no solamente se evapora de las superficies líquidas libres, como las de lagos y mares. Todo cuerpo húmedo intercambia su contenido de agua con el aire de los alrededores de forma esencialmente idéntica a la descrita, salvo que existen fuerzas adicionales que modifican este proceso.
En un suelo húmedo, por ejemplo, las moléculas de agua están sometidas, además de a la atracción entre sí, a la atracción de las moléculas de la Tierra, lo que reduce la velocidad de evaporación. Además existe menor cantidad de agua en contacto con el aire que en una superficie líquida, de manera que para mantener una evaporación constante es necesario que de capas más profundas de la Tierra salga agua en mayor cantidad que la que haya en el aire que la recibe. Cuando baja mucho el contenido de humedad de la Tierra o sube mucho la del aire la evaporación cesa.
Los primeros cinco centímetros de la capa de tierra ejercen un control definitivo en el ritmo de la evaporación, pues cuando la tierra está completamente seca no produce evaporación ya que la superficie actúa como aislante. El subsuelo puede estar completamente húmedo, pero el movimiento vertical del agua no se produce.
El color del suelo modula también la evaporación, pues de él depende qué tanto se reflejan los rayos solares y, en consecuencia, qué tanta energía se suministre para el proceso. Los suelos claros reflejan más la luz del Sol y tienen menor evaporación que los suelos oscuros.
La transpiración de las plantas se efectúa a través de las hojas, cuando éstas absorben la radiación solar que necesitan para efectuar la fotosíntesis. Las hojas se calientan y pierden el agua que contienen en sus espacios intercelulares a través de unas pequeñas válvulas llamadas estomas. Las estomas son poros formados por dos células en forma de media luna que aumentan su volumen al fluir agua hacia ellas y, al hacerlo, el poro se abre. Cuando han
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dejado pasar el agua se contraen y cierran el poro. Así la hoja controla la pérdida de agua. Al perder agua por evaporación se descompensa el equilibrio en la planta, así que hay fuerzas capilares semejantes a las que se inducen en los suelos rugosos y de la misma manera se provoca un ascenso del agua, de las raíces hacia el tallo, arrastrando nutrientes y así alimentando a la planta; el exceso se observa en forma de rocío por las mañanas.
Figura 18. El agua disuelve los nutrientes que son absorbidos por capilaridad a través de las raíces y distribuidos a la planta. Por los estomas se evapora en las hojas, proporcionando la fuerza motriz para arrastrar más agua.
II.3. CÓMO CIRCULA EL AGUA EN EL PLANETA: EL VAPOR ATMOSFÉRICO
Una vez que el agua se ha evaporado se incorpora a la atmósfera en forma de vapor. Fundamentalmente toda el agua de la atmósfera se encuentra en esta forma; el líquido que hay en la precipitación pluvial y en las gotitas de agua de las nubes, o el sólido de la nieve y el granizo, ocurren temporalmente y en zonas muy localizadas.
La cantidad de agua en la atmósfera es relativamente pequeña: constituye un cienmilésimo de toda el agua del ciclo hidrológico, y si toda ella se precipitara, formaría una capa de apenas 2.5 cm de espesor en la superficie del planeta.
Sin embargo, a pesar de constituir una parte modesta del ciclo hidrológico, el vapor atmosférico tiene un papel muy importante, pues lo cierra al precipitarse en forma de lluvia, nieve o granizo y así contribuye a distribuir el agua en el planeta. Además, las nubes forman una capa que permite pasar la radiación solar que llega a la Tierra, pero impide que la radiación reflejada por la superficie de la Tierra escape de nuevo al espacio. Esto tiene una función reguladora sobre la temperatura de nuestro planeta, que descendería drásticamente si no hubiese vapor atmosférico. Entre paréntesis, por esto los desiertos son muy calientes en el día y muy fríos en la noche.
La cantidad de vapor atmosférico depende no sólo de la evaporación local, sino también de desplazamientos horizontales de éste. Entre menor es la temperatura del aire hay menos vapor, y como ésta desciende con la altitud, el contenido de vapor atmosférico disminuye a grandes alturas. A más de 8 kilómetros de altura ya no hay vapor de agua.
La humedad del aire disminuye con la altitud, así como la presión y la temperatura; es por eso qué los aviones requieren de equipo especial que conserve tales factores. En la siguiente tabla se muestran algunos valores indicativos.
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Altitud en metros Presión en mm Hg Temperatura °C Humedad relativa (%)
Estos datos, por cierto, han sido calculados para distancias medidas verticalmente sobre el nivel del mar. Por supuesto que la temperatura en la ciudad de México no es de 2 grados, pues el suelo por un lado y las nubes, por el otro, regulan la temperatura.
El aire experimenta desplazamientos horizontales y verticales. Los primeros arrastran el vapor y contribuyen a distribuir la humedad en la atmósfera. Los segundos llevan el vapor de agua a capas más altas de la atmósfera que, por ser más frías, provocan su condensación. Los vientos son resultado del calentamiento de la atmósfera por el Sol. Durante el día la tierra se calienta y el aire sobre ella asciende, provocando un desplazamiento del aire más frío del mar hacia tierra, aire que lleva la brisa marina. En la noche el proceso se invierte, acarreando la humedad terrestre al mar. Esto mismo sucede a mayor escala y en "cámara lenta" con la humedad de las masas continentales: se mueve hacia el mar en la estación fría y en sentido inverso en la estación caliente.
El vapor atmosférico es arrastrado por las corrientes de aire, atravesando capas de distinta temperatura. En algún momento sufre el proceso de condensación, el proceso inverso a la evaporación. El agua pasa de la fase gaseosa a la fase líquida, en la cual las moléculas se agrupan por efecto de su atracción. Por efecto de la condensación el agua se desprende de la atmósfera y finalmente cae a tierra. Si la temperatura del medio es superior a 0°C el vapor se condensa en gotitas de agua líquida, si es inferior se solidifican formando cristalitos de hielo, conocidos como granizo. En determinadas condiciones, cuando tanto la temperatura como la presión es baja y la densidad del vapor es alta, puede suceder otro fenómeno que es el paso
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directo del vapor a la fase sólida; el proceso se llama sublimación inversa y da lugar a la formación de copos de nieve.
En su primera formación, las gotitas de agua o los cristalitos de hielo son muy pequeños, de 5 milésimas a 5 centésimas de milímetro. Estas gotitas o cristalitos son tan pequeños que flotan libremente en el aire y forman las nubes. Si la densidad de las gotitas aumenta se conglomeran en gotas más grandes, de una a cinco décimas de milímetro, dando lugar a la lluvia.
Las nubes se forman porque el vapor de agua atmosférico se enfría y pasa de la fase gaseosa a la fase líquida. La temperatura a la que esto sucede se llama temperatura de rocío, y depende de la presión atmosférica y la densidad del vapor.
En algunas condiciones, particularmente cuando no hay gotitas de agua en el aire, la temperatura puede descender por debajo de la temperatura de rocío sin producirse el fenómeno de la condensación, dando lugar a la llamada atmósfera supersaturada. Ésta es muy inestable y a la menor perturbación varias moléculas de agua se agruparán y formarán una gota, que se llama núcleo de condensación. Puede también suceder que haya partículas sólidas flotando que atraigan a las moléculas de agua y actúen como núcleos de condensación. La sal es un excelente núcleo de condensación pues tiene gran atracción para el agua, de manera que cerca de los suelos fríos o en el mar, donde hay un alto contenido de sal en la atmósfera, es relativamente frecuente que esto que describimos suceda: es el fenómeno de la niebla.
Cuando cae la lluvia puede pasar una de cuatro cosas: 1) volver a evaporarse al caer o poco después de hacerlo; 2) ser interceptada por la vegetación y más tarde evaporarse por las hojas; 3) infiltrarse y pasar a formar parte de la humedad del subsuelo o de capas más profundas y 4) incorporarse al flujo de un caudal que la lleve a los lagos o al mar.
Las grandes manchas urbanas provocan principalmente el primer fenómeno, la reevaporación, pues las superficies pavimentadas o construidas son impermeables y no pueden retener el agua que reciben. El alcantarillado, por su parte, conduce al exceso de agua por lo general lejos de las ciudades. Así se provoca una seria interferencia local con el ciclo hidrológico. La única salvedad se da en los parques, donde penetra una poca de agua al subsuelo, tanta menor es ésta cuanto más pequeña sea la relación entre áreas verdes y áreas construidas.
2.- CICLO HIDROLOGICO
Se pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en la Tierra, en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constante desde la aparición de la Humanidad. El agua de la Tierra - que constituye la hidrósfera - se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una circulación contínua - el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad.
El ciclo hidrológico se define como la secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor, a la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua, se debe a la evaporación directa, a la transpiración por las plantas y animales y por sublimación (paso directo del agua sólida a vapor de agua).
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La cantidad de agua movida, dentro del ciclo hidrológico, por el fenómeno de sublimación es insignificante en relación a las cantidades movidas por evaporación y por transpiración, cuyo proceso conjunto se denomina evapotranspiración.
El vapor de agua es transportado por la circulación atmosférica y se condensa luego de haber recorrido distancias que pueden sobrepasar 1,000 km. El agua condensada da lugar a la formación de nieblas y nubes y, posteriormente, a precipitación.
La precipitación puede ocurrir en la fase líquida (lluvia) o en la fase sólida (nieve o granizo). El agua precipitada en la fase sólida se presenta con una estructura cristalina, en el caso de la nieve, y con estructura granular, regular en capas, en el caso del granizo.
La precipitación incluye también incluye el agua que pasa de la atmósfera a la superficie terrestre por condensación del vapor de agua (rocío) o por congelación del vapor (helada) y por intercepción de las gotas de agua de las nieblas (nubes que tocan el suelo o el mar). La escorrentía superficial se presenta siempre que hay precipitación y termina poco después de haber terminado la precipitación. Por otro lado, el escurrimiento subterráneo, especialmente cuando se da a través de medios porosos, ocurre con gran lentitud y sigue alimentando los cursos de agua mucho después de haber terminado la precipitación que le dio origen.
Así, los cursos de agua alimentados por capas freáticas presentan unos caudales más regulares. Como se dijo arriba, los procesos del ciclo hidrológico decurren en la atmósfera y en la superficie terrestre por lo que se puede admitir dividir el ciclo del agua en dos ramas: aérea y terrestre. El agua que precipita sobre los suelos va a repartirse, a su vez, en tres grupos: una que es devuelta a la atmósfera por evapotranspiración y dos que producen escurrimiento superficial y subterráneo. Esta división está condicionada por varios factores, unos de orden climático y otros dependientes de las características físicas del lugar donde ocurre la precipitación.
Así, la precipitación, al encontrar una zona impermeable, origina escurrimiento superficial y la evaporación directa del agua que se acumula y queda en la superficie. Si ocurre en un suelo permeable, poco espeso y localizado sobre una formación geológica impermeable, se produce entonces escurrimiento superficial, evaporación del agua que permanece en la superficie y aún evapotranspiración del agua que fue retenida por la cubierta vegetal. En ambos casos, no hay escurrimiento subterráneo; este ocurre en el caso de una formación geológica subyacente permeable y espesa.
La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven las nubes.
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La fuerza de gravedad da lugar a la precipitación y al escurrimiento. El ciclo hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la erosión y al transporte y deposición de sedimentos por vía hidráulica. Condiciona la cobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la Tierra.
El ciclo hidrológico puede ser visto, en una escala planetaria, como un gigantesco sistema de destilación, extendido por todo el Planeta. El calentamiento de las regiones tropicales debido a la radiación solar provoca la evaporación contínua del agua de los océanos, la cual es transportada bajo forma de vapor de agua por la circulación general de la atmósfera, a otras regiones. Durante la transferencia, parte del vapor de agua se condensa debido al enfriamiento y forma nubes que originan la precipitación. El regreso a las regiones de origen resulta de la acción combinada del escurrimiento proveniente de los ríos y de las corrientes marinas.
El ciclo hidrológico. Las flechas indican el volumen del agua que viaja de una reserva a otra.
3.- EL AGUA NATURALAguas naturales son aquellas que no han estado tratadas, por esto pueden ser potables o no potables.No podemos beber directamente de un manantial. ¡¡¡ Nos tenemos que asegurar antes de beber agua en el campo si esta es potable!!!
4.- AGUA PARA CONSUMO HUMANO
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4.1 DOTACION NORMA NB 689 4.2 CALIDAD NORMA NB 512 1) Requisitos de agua potable (NB 512)La calidad del agua con destino al consumo humano tiene implicaciones importantes sobre los aspectos sociales y económicos que actúan indirectamente sobre el desarrollo de un país. Caracterizar la calidad a través de la definición de los limites permisibles de los parámetros físico –químico y microbiológicos es fundamental para garantizar la salud publica.La estructura de la norma toma en consideración la importancia sanitaria de los parámetros a analizar, la calidad y la sensibilidad de las fuentes utilizadas para la producción de agua para consumo humano.Los objetivos de esta norma son:- garantizar la salud de los consumidores: los parámetros y sus niveles, que presentan un peligro para la salud, son perfectamente conocidos y las exigencias asociadas para la protección del consumidor, están bien definidas .basados en los conocimientos científicos y epidemiológicos y a los principios de gestión de riesgo, se definen limites permisibles de calidad del agua y se propone una jerarquía en referencia a los riesgos que presentan.
- ser factibles en el contexto del país: las recomendaciones se adecuan lo más posible con la situación existente en los laboratorios y en las empresas prestadoras de servicios de agua y alcantarillado, sin poner en riesgo la salud humana.
- ser adaptables: existen diferencias naturales y socioeconómicas entre los departamentos y las ciudades de Bolivia. Por eso es necesario dar flexibilidad y gradualidad en los requisitos, para permitir una adaptación a las condiciones locales, sin que ello implique poner en riesgo la salud humana.
1.2 Requisitos físicos y organolépticos Son aquellos que se detectan sensorialmente o por medio de métodos analíticos de laboratorio.Para efectos de evaluación, el sabor y el olor, se determinan por medio de los sentidos y el color, la turbiedad y los sentidos totales disueltos, por medio de métodos analíticos de laboratorio Requisitos físico- organolépticos
características Valor máximo aceptable Observaciones Color 15 UCV UCV = Unidad de color
verdadero (y no presentar variaciones anormales – UCV en unidades de platino cobalto )
Sabor y olor ninguno Deben ser aceptablesturbiedad 5 UNT UNT=Unidades nefelometricas
de turbiedad Sólidos totales disueltos 1000 mg/L(**)
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(**) Valores superiores pueden influir en la apariencia, el sabor, el olor o perjudicar otros usos del agua.
1.2 Requisitos químicos
Son aquellas debidas a elementos o compuestos químicos orgánicos e inorgánicos, que como resultado de la investigación científica, se ha comprobado que en altas concentraciones, pueden causar efectos nocivos a la salud, perjudicar otros usos o afectar al sistema de abastecimiento.
características Valor máximo aceptable ObservacionesCompuestos inorgánicos Dureza total 500 mg/L CaCO3
pH(1) 9,0 Limite inferior 6.5Arsénico 0.05 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludBario 0,7 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludBoro 0.3 mg/L(**) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludCadmio 0.005 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludCianuro 0,07mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludCloruros(2) 250,0 mg/L(*) Valor mayores originan sabor y
corrosión Cobre 1.0 mg/L(**)Cromo total 0,05 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludFluoruro(3) 1,5 mg/L(**) Deberá tenerse en cuenta la
adaptación elimatica del lugarHierro total 0,3 mg/L(**)Manganeso 0,1 mg/L(**)Mercurio 0,001 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludNiquel 0,05 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludAluminio 0,2 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludAmoniaco 0,5 mg/L(*)antimonio 0,005 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
salud
características Valor máximo aceptable ObservacionesNitritos(4) 0,1 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludNitratos(4) 45,0 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludPlomo 0,01 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
saludSelenio 0.01 mg/L(*) Valor mayor tiene efecto sobre la
- Adoptar con respecto al equilibrio calcio-carbónico.- cuando se utilice un desinfectante como el cloro, el valor admisible de cloro residual libre en cualquier punto de la red de distribución de agua, deberá estar comprendido entre 0.2 y 1.0 mg/L.- la condición según la cual NO3-/50 + NO2-/3<1.- Todos y cada uno de los sistemas de agua deben declarar al estado por escrito, que si una arcrilamida y/o epiclorohidrina para tratar el agua, la combinación o producto de dosis y cantidad del manómero no superara los niveles, a saber acrilamaida =0.05%, dosificada a razón de 1 mg/L o su equivalente; epiclorohidrina = 0.01%, dosificada a razón de 20 mg/L o su equivalente.(*) Posible efecto sobre la salud por exposición que supere el valor máximo aceptable (**) Valores superiores pueden influir en la apariencia, el sabor, el olor o perjudicar otros usos del agua. 1.3 Requisitos plaguicidas
Término genérico que incluye todos los compuestos que forman parte de las siguientes familias de compuestos: insecticidas orgánicos, herbicidas orgánicos, funguicidas orgánicos, nematicidas orgánicos, alguicidas orgánicos, los productos derivados y sus metabolitos, productos de degradación y de reacción de los mismos.
características Valor máximo aceptable ObservacionesPlaguicidas 0.5μg/L El método de referencia es el
establecido en ISO- 6468Plaguicidas totales 0.5μg/L Nota:
- las concentraciones en plaguicidas, deben ajustarse a los límites definidos en la tabla.- El valor limite” plaguicida“se aplica y se debe comparar a cada compuesto definido como
plaguicida detectado y cuantificado individualmente.- El valor limite para” plaguicidas totales” se aplica y se debe comparar a la suma aritmética de las
concentraciones detectadas y cuantificadas individualmente, de todos los compuestos definidos como plaguicidas.
1.4 Requisitos para radioactividadSon aquellas resultantes de la presencia de elementos radioactivos.
características Valor máximo aceptable ObservacionesRadioactividad alfa global 0.10Bq/L Si se sobrepasa el valor limite, es
necesario un análisis mas detallado de los radionúclidosRadioactividad beta global 1.0Bq/L
5.1 DEFINICION Agua potable es la que reúne las condiciones adecuadas sanitarias para el consumo humano ( calma la sed y no contiene microorganismos perjudiciales)A veces para que el agua sea potable se debe someter a un tratamiento que la hace potable ( agua tratada) Este proceso elimina los microorganismos peligrosos para la salud. El agua del grifo contiene cloro para que sea potable.
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.5.2 MUESTREO La muestra de agua se deberá extraer desde el depósito de almacenamiento de obra o bien del o los lugares de donde se desea el aprovisionamiento. El tamaño de la muestra debe ser igual o mayos a 2 litros. Cuando se requiera ensayos especiales o se realicen hormigones de prueba se aumentará el tamaño de la cantidad requerida.
5.3 SELECION DE PUNTOS DE MUESTREO
5.4 METODOS DE MUESTREO- LimpiezaLos envases de muestreo y tapones se lavarán cuidadosamente con solución de hidróxido de sodio al 3% (30 g de soda cáustica en 1 litro de agua).Se lavarán suficientemente con agua potable y se repetirá el lavado varias veces con agua. Los envases que mantengan residuos adheridos después del lavado no deben emplearse.
5.5 CONTROL DE CALIDADEl agua, como bien necesario e imprescindible para la vida del ser humano, debe ser garantizado por los poderes públicos. Así, se establece que todo asentamiento humano debe suministrarse, mediante el correspondiente sistema de abastecimiento de aguas potables, con una dotación suficiente para el desarrollo de su actividad, que se fija en 100 litros por habitante y día. El agua que llega a los hogares o a las fuentes públicas puede tener un origen natural o derivado de un tratamiento adecuado. Las aguas potables se destinan prioritariamente al consumo directo de los ciudadanos, a través de la red de abastecimiento que llega a los domicilios, establecimientos o fuentes públicas. También es un producto utilizado, de forma obligatoria, por la industria alimenticia en la fabricación, tratamiento, conservación o comercialización de productos o sustancias destinadas al consumo humano. Las aguas potables deben cumplir con toda una serie de requisitos relacionados con los caracteres organolépticos, físico-químicos, relativos a sustancias no deseables, a sustancias tóxicas, microbiológicos y relativos a radiactividad. El control analítico de la potabilidad de las aguas distribuidas debe realizarse siguiendo cuatro modelos de análisis-tipo: análisis mínimo, análisis normal, análisis completo y análisis ocasional. La diferencia entre los análisis-tipo se basa en los contenidos de los parámetros utilizados. En todo sistema de abastecimiento de aguas potables para el consumo público deberán existir, con la distribución técnicamente aconsejable, puntos de toma adecuados para que puedan efectuarse las tomas de muestras necesarias. El objetivo es controlar las condiciones de las aguas en los distintos tramos del sistema. También se dispondrá en todo momento, y en perfecto estado de funcionamiento, de las
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instalaciones de tratamiento necesarias para que el agua destinada al consumo público pueda ser transformada en agua potable antes de la entrada en la red de distribución. En todo caso, deberá estar dotado de las instalaciones necesarias para que el agua destinada al consumo público haya sido sometida al tratamiento de desinfección.
El número de análisis establecido podrá ser reducido si los valores de los resultados obtenidos de los análisis-tipo mínimo, normal y completo, durante los dos años anteriores, constantes y significativamente mejores que los límites previstos para los distintos parámetros, y siempre que no se haya detectado ningún factor que pueda empeorar la calidad del agua. Todo ello, sin perjuicio de que la Administración Sanitaria, pueda determinar análisis ocasionales sobre los aspectos que considere más relevantes en relación a la potabilidad del agua.
5.6 FRECUENCIA DE MUESTREO. En aguas de composición estable por su origen, será suficiente una muestra. En aguas con presumibles variaciones en la composición y cantidad de impurezas, se deberá establecer un plan de muestreo en razón de las posibles alteraciones o contaminaciones. En aguas en las que una o varias impurezas estén en el limite critico de aceptación, la frecuencia del muestreo la fijará la autoridad competente o las especificaciones particulares de la obra.
6.- PARAMETROS DE ANALISIS PARA AGUA POTABLE
El brote de Legionella detectado en Murcia ha puesto en duda la seguridad del agua potable de consumo público. Las autoridades sanitarias, como medida preventiva, han llegado a cortar el suministro de agua en fuentes públicas ante la posibilidad de que el brote declarado tenga su causa en la presencia de esta bacteria en las cañerías de agua. En Murcia, para descartar que la causa del brote de Legionella pudiera estar en el agua potable se han realizado análisis especiales y ocasionales sobre determinados puntos de suministro, que van más allá de los que la norma reglamentaria exige para declarar a las aguas como potables. Esto nos sirve como excusa para adentrarnos en el estudio del concepto de aguas potables de consumo público y de control que se realizan.
El concepto reglamentario de potabilidad depende de unos parámetros previamente establecidos y debe coincidir con el de agua saludable y segura. El control de la potabilidad del agua se realiza contrastando los análisis de las muestras de agua recogida con unos parámetros de calidad mínima denominados “concentraciones máximas admisibles”, no admitiéndose que dichos valores sean rebasados ni en cantidades significativas ni de modo sistemático. De la misma forma se establecen lo que se denomina “niveles guía”, que corresponden a la calidad deseable del agua potable. La toma de muestras se realiza a la salida de cada planta de tratamiento, en la entrada en la red de distribución o en la misma red de distribución. Los puntos de toma de muestras se fijan atendiendo a la máxima representatividad de las muestras, y en el caso de la red de distribución, se tienen en cuenta las variaciones de caudal, los tramos con mayor riesgo de contaminación y los de bajo consumo.
La potabilidad reglamentaria, en algunos supuestos y dependiendo de los parámetros establecidos, puede no coincidir con el concepto técnico-científico de salubridad o seguridad de las aguas. En este sentido, se deja la puerta abierta para que el ministro de Sanidad y Consumo, previos los informes de los restantes departamentos ministeriales competentes, determine los niveles, condiciones y requisitos sanitarios que deben exigirse a efectos de determinar lo que debe entenderse por “agua potable”.
Los ayuntamientos y, en su caso, las empresas proveedoras y/o distribuidoras de aguas potables de consumo público, están obligados a realizar los análisis-tipo mínimo, normales y completos que sean necesarios, más allá incluso de los que reglamentariamente se determinan. Las empresas proveedoras-distribuidoras tienen la obligación de poner en conocimiento de las autoridades municipales y sanitarias competentes la pérdida de potabilidad del agua suministrada. En el supuesto de que la falta de potabilidad implique un riesgo inminente para la salud de la población, quedan facultadas para la suspensión total o parcial del suministro. La toma de esta decisión se realiza sin perjuicio de la inmediata comunicación de dicha suspensión a las autoridades municipales y sanitarias competentes, quienes ordenarán la adopción de las medidas oportunas. En caso de anomalía sanitaria de las aguas estarán obligadas a difundir a los
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consumidores los avisos que la Administración Sanitaria ordene sobre las medidas precautorias que deben adoptarse para evitar los perjuicios que puedan derivarse.
Sin embargo, y a pesar de que la normativa obliga únicamente al control reglamentario, el control de un suministro seguro y saludable de agua potable de consumo público también debe ser responsabilidad de ayuntamientos y empresas proveedoras-distribuidoras. El consumidor no sólo espera que el agua sea potable, sino también que sea segura y no perjudique su salud; y si esto no es así, deben adoptarse los mecanismos para que, sin perjuicio de lo establecido reglamentariamente, se adopten medidas preventivas y parámetros que vayan más allá.
Análisis de aguas potables
En el análisis mínimo se realiza la determinación de caracteres organolépticos (olor y sabor); caracteres físico-químicos (conductividad); caracteres relativos a sustancias no deseables (nitritos y amoniaco); caracteres microbiológicos (coliformes totales y coliformes fecales); y agente desinfectante (cloro residual y otro agente desinfectante autorizado).
El análisis normal, además de lo determinado anteriormente, incluirá las determinaciones de caracteres organolépticos (turbiez); caracteres físico-químicos (temperatura y Ph); caracteres relativos a sustancias no deseables (nitratos, oxidabilidad); caracteres microbiológicos (bacterias aerobias a 37°C y a 22°C).
El análisis completo consistirá en la determinación de los parámetros anteriores más aquellos otros organolépticos (color); físico-químicos (concentración en ión hidrógeno, cloruros, sulfatos, sílice, sodio, magnesio, entre otros); sustancias no deseables (amonio, carbono orgánico, hidrógeno sulfurado, hidrocarburos, aceites minerales, boro, cloro, flúor, entre otros); sustancias tóxicas (plata, arsénico, cianuros, plomo, plaguicidas y productos similares, hidrocarburos policíclicos aromáticos, entre otros); microbiológicos (estreptococos fecales, clostridiums sulfitorreductores y test complementarios de salmonelas; estafilococos patógenos; bacteriófagos fecales; enterovirus; protozoos, animálculos (gusanos-larvas); radioactividad.
El análisis ocasional consistirá en la determinación de cuantos parámetros sean fijados por la Administración Sanitaria competente, para garantizar la potabilidad del agua suministrada por un sistema de abastecimiento de aguas de consumo público, en situaciones particulares o accidentales que requieran una especial vigilancia sanitaria del agua del sistema.
7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La correcta realización del consumo de agua potable siguiendo todas las especificaciones indicadas con un personal capacitado brindara todas las ventajas y comodidades requeridas.
Las instalaciones de los sistemas de agua esta calculada para un tiempo de duración a largo plazo siguiendo con las debidas recomendaciones.
Una buena instalación de agua potable ,sin perdida de agua por filtración nos ayuda a utilizar de mejor manera el agua
La instalación del agua potable para el consumo humano es de gran importancia lo cual se realzaza de acuerdo a las normas que imponen el reglamento.
Mantener el sitio de plantas de agua limpia para inspeccionar fácilmente cualquier anomalía que se presente en el trayecto. Mantener el área de plantas de tratamiento de aguas y protegida del ingreso de personal descuidado y personas ajenas al sistema. Limpiar y desinfectar. Proteger el recurso hídrico es proteger la salud del hombre y la vida sobre la tierra, y es un
elemento sustancial para alcanzar el desarrollo sostenible de la población
8 .- Bibliografía
http:\Introducción al agua potable.htm
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http:\Recomendaciones para la inspección sanitaria de sistemas de abastecimiento de agua - OPS http--pagina _ de-desplazados.htmCEPIS (centro panamericano de ingeniería sanitaria) www.sias.gov.bo
