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• Jeanfrank Calla

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AGUA Ramalho (s.f.) define que el agua se compone de dos partes de hidrógeno y una de oxígeno. Pero más importante que sus componentes son los contaminantes que contiene. En una reacción química, estaríamos satisfechos con un rendimiento que nos asegure un 99.95% de pureza. Sin embargo, en el caso del agua este nivel de impureza es inaceptable. Para

esta sustancia, niveles de contaminantes que normalmente se

consideran insignificantes pueden echar a perder la calidad del producto y su posible uso.

El 59% del consumo total de agua en los países desarrollados se destina a uso industrial, el 30% a consumo agrícola y un 11% a gasto doméstico, según se constata en el primer informe de Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos del mundo, citado por Rodríguez et al. (s.f.), expresa que el agua para todos, agua para la vida (marzo 2003). En 2025, el consumo de agua destinada a uso industrial alcanzará los 1.170 km3 / año, cifra que en 1995 se situaba en 752 km3 / año. El sector productor no sólo es el que más gasta, también es el que más contamina. Más de un 80% de los desechos peligrosos del mundo se producen en los países industrializados, mientras que en las naciones en vías de desarrollo un 70% de los residuos que se generan en las fábricas se vierten al agua sin ningún tipo de tratamiento previo, contaminando así los recursos hídricos disponibles. Bibliografía Ramalho R.S., (s.f.), Tratamiento de Aguas Residuales Un Enfoque Práctico, Editorial Reverté, España, ISBN 978-291-7976-7

RODRIGUEZ-ALBA A, LETÓN GARCÍA P. et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales, CEIM Dirección General de Universidades e Investigación, Elecé Industria Gráfica. Madrid. p. 7

CARACTERISTICAS DEL AGUA Según Murillo (2011). “El agua natural es una solución de diversos compuestos que se van adhiriendo al agua de acuerdo a los procesos del ciclo hidrológico y que le dan un carácter diferente a las aguas naturales de acuerdo a la composición de los suelos, a su ubicación y a los procesos físicos y químicos que se realizan durante su paso. El agua posee entonces unas características variables que la hacen diferentes de acuerdo al sitio y al proceso de donde provenga” (p 22)

Londoño (s.f.) citado por Pérez (2010) expresa que las características del agua se pueden clasificar en: Tabla 00 Características del agua Turbiedad, Color, Olor, Sabor, Temperatura, Físicas

Sólidos, Conductividad. PH, Dureza, Acidez, Alcalinidad, Fosfatos, Sulfatos, Fe, Mn, Cloruros, Oxígeno disuelto,

Químicas

Grasas y/o aceites, Amoníaco, Cloro, Hg. Ag. Pb. Al. Zn. Cr. Cu. B. Cd. Ba. As., Nitratos, Nitritos, COT, Pesticidas, etc. Protozoarios

Microbiológicas

(patógenos),

Helmintos

(patógenos), Coliformes fecales, Coliformes totales

Fuente: LONDOÑO CARVAJAL, Adela. Línea de profundización-I, Ambiental. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales.

Según Arboleda (1996) El agua para consumo humano es la más estudiada de acuerdo a sus características, debido al impacto que tiene sobre la salud y después de investigar las causas de epidemias mundiales que fueron causadas por aguas contaminadas, devastando grandes centros urbanos, se llegan a plantear valores máximos permisibles de diferentes características. Bibliografía

ARBOLEDA VALENCIA, J. (1996). Teoría y Práctica de la Purificación del Agua. Primera Edición. ACODAL. MURILLO CASTAÑO D. M. (2011), Análisis de la influencia de dos materias primas coagulantes en el aluminio residual del agua tratada, Universidad Tecnológica de Pereira. Pereyra. P 22

PÉREZ LÓPEZ J. E. (2010).Caracterización de la calidad del agua en la planta de tratamiento de agua potable y en la red de distribución de la ciudad de Yopal, Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga. p 17.

CARACTERISTICAS FISICAS 

La turbidez es una expresión de la propiedad o efecto óptico causado por la dispersión o interferencia de los rayos luminosos que pasan a través de una muestra de agua; en otras palabras, la turbiedad es la propiedad óptica de una suspensión que hace que la luz sea reemitida y no transmitida a través de la suspensión. La turbidez en un agua puede ser causada por una gran variedad de materiales en suspensión, que varían en tamaño desde dispersiones coloidales hasta partículas gruesas, entre otros, arcillas, limo, materia orgánica e inorgánica finamente dividida, organismos planctónicos, microorganismos, etc. Además actualmente el método más usado para determinar la turbidez es el método nefelométrico en el cual se mide la turbiedad mediante un nefelómetro y se expresan los resultados en unidades de turbidez nefelométrica, UTN. Con este método se compara la intensidad de luz dispersada por la muestra con la intensidad de luz dispersada por una suspensión estándar de referencia bajo las mismas condiciones de medida. Entre mayor sea la intensidad de luz dispersada mayor será la turbiedad. Como suspensión estándar de referencia se usa una suspensión de un polímero de formalina, la cual es fácil de preparar y de mejores características reproducibles que otros

materiales anteriormente usados como la arcilla. (Murillo, 2011, p.23) Según Romero (2002) citado por Murillo (2011) define que los valores de turbidez sirven para determinar el grado de tratamiento requerido por una fuente de agua cruda, su filtrabilidad y, consecuentemente, la tasa de filtración más adecuada, la efectividad de los procesos de coagulación, sedimentación y filtración, así como para determinar la potabilidad del agua. 

Color, el color del agua son la presencia de hierro y manganeso coloidal o en solución; el contacto del agua con desechos orgánicos, hojas, madera, raíces, etc., en diferentes estados de descomposición, y la presencia de taninos, ácido húmico y algunos residuos industriales. El color natural en el agua existe principalmente por efecto de partículas coloidales cargadas negativamente; debido a esto, su remoción puede lograrse con ayuda de un coagulante de una sal de ión metálico trivalente como el Al+3 o el Fe+3.Asimismo hay dos tipos de color se reconocen en el agua: El color verdadero, o sea el color de la muestra una vez que su turbidez ha sido removida, y el color aparente que incluye no solamente el color de las substancias en solución y coloidales sino también el color debido al material suspendido. El color aparente se determina sobre la muestra original sin filtración o centrifugación previa (Murillo, 2011, p 24)

Según

Romero

(2002)

citado

por

Murillo

(2011).

La

determinación del color es importante para evaluar las características del agua, la fuente del color y la eficiencia del proceso usado para su remoción; cualquier grado de color es objetable por parte del consumidor y su remoción es, por lo tanto, objetivo esencial del tratamiento.



Olor y sabor1, Los olores y sabores en el agua frecuentemente ocurren juntos y en general son prácticamente indistinguibles. Muchas pueden ser las causas de olores y sabores en el agua; entre las más comunes se encuentran: materia orgánica en solución, H2S, cloruro de sodio, sulfato de sodio y magnesio, hierro y manganeso, fenoles, aceites, productos de cloro, diferentes especies de algas, hongos, etc. Asimismo la determinación del olor y el sabor en el agua es útil para evaluar la calidad de la misma y su aceptabilidad por parte del consumidor, para el control de los procesos de una planta y para determinar en muchos casos la fuente de una posible contaminación.



Temperatura, la determinación exacta de la temperatura es importante para diferentes procesos de tratamiento y análisis de laboratorio, puesto que, por ejemplo, el grado de saturación de OD, la actividad biológica y el valor de saturación con carbonato de calcio se relacionan con la temperatura. (Murillo, 2011, p.25), No obstante Romero (2002) citado por Murillo (2011) expresa que: “ Para obtener buenos resultados, la temperatura debe tomarse en el sitio de muestreo”



Sólidos suspendidos. Es el material suspendido en una muestra de agua. Básicamente representa la cantidad de materia por unidad de volumen que es retenida al filtrar la muestra en un filtro de tamaño nominal de poro de 2 μm o menor.(Pérez, 2010, p.18)



Sólidos disueltos. Es el material disuelto (en solución) en una muestra de agua. Básicamente representa la cantidad de materia por unidad de volumen que es filtrada a través de un filtro de tamaño nominal de poro de 2 μm o menor.(Pérez, 2010, p.18)

1

(Murillo, 2011, p 25)



La conductividad2 de una muestra de agua es una medida de la capacidad para transportar una corriente eléctrica, varía con el tipo y cantidad de iones que contenga y depende de la temperatura. Una solución 0.01 N de KCl tiene una conductividad de 1411.8 μS/cm a 25 °C.

CARACTERISTICAS QUIMICAS 

La acidez3, de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases, como su capacidad para reaccionar con iones hidróxido, como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de sustancias ácidas. Las aguas excesivamente acidas atacan los dientes. Asimismo. Según Romero (2002) citado por Murillo (2011) define que la determinación de la acidez es de importancia en ingeniería sanitaria debido a las características corrosivas de las aguas ácidas, así como al costo que suponen la remoción y el control de las sustancias que producen corrosión. El factor de corrosión en la mayor parte de las aguas es el CO2, especialmente cuando está acompañado de oxígeno, pero en residuos industriales es la acidez mineral. El contenido de CO2 es, también, un factor fundamental para la estimación de la dosis de cal y soda en el ablandamiento de aguas duras. En aguas naturales, la acidez puede ser producida por el CO2; por la presencia de iones H+ libres; por la presencia de acidez mineral provenientes de ácidos fuertes como el sulfúrico, nítrico, clorhídrico, etc., y por la hidrolización de sales de ácidos fuertes y base débil.



PH. Es una forma de expresar la concentración de iones Hidrógeno [H+] o más exactamente de su actividad. Se usa universalmente para expresar la intensidad de las condiciones ácidas o alcalinas de una solución. Se define el pH como el

2 3

(Pérez, 2010, p.19) (Murillo, 2011, p.26)

logaritmo base 10 del inverso de la concentración de los iones H+. 1

PH = log ([H+]) = − log[H + ] La escala va de 0 hasta 14 y 7 representa la neutralidad.

Varía con la temperatura, ya que ésta influye en el grado de disociación de los compuestos en solución aumentando o disminuyendo la concentración de iones. (Pérez, 2010, p.19) 

Cloro residual4. Se denomina cloro residual a la suma entre cloro libre y cloro combinado presente en una muestra de agua después de cierto tiempo de reacción. EL cloro aplicado al agua se presenta de forma molecular o como hipoclorito para transformarse luego bajo hidrólisis en lo que se denomina cloro libre, que es una mezcla de cloro molecular, ion hipoclorito y ácido hipocloroso. El cloro libre reacciona fácilmente con amoniaco y ciertos compuestos nitrogenados para formar lo que se denomina cloro combinado, que aunque tiene un poder desinfectante menor, es más estable.



Hierro total. El hierro (Fe) es el primer elemento del grupo VIII de la tabla periódica, su número atómico es 26 y su peso atómico es 55.85. Sus óxidos abundan en la naturaliza en forma de minerales y como parte constituyente de las arcillas y limos. Las formas oxidadas son insolubles en agua y las formas reducidas son solubles. Se denomina hierro total al que está presente tanto en suspensión como en solución en una muestra de agua.(Pérez, 2010, p.20)



Sulfato. El ion sulfato (𝑆𝑂4−2 ) es uno de los que se presenta en mayor cantidad en aguas naturales y puede presentar una concentración de unos cuantos hasta miles de miligramos por litro. (Pérez, 2010, p.21)

4

(Pérez, 2010, p.20)



Nitrito5. El nitrito (𝑆𝑂2− ) aparece como un estado intermedio en la descomposición biológica de compuestos que contienen nitrógeno orgánico. Bacterias nitrito-formadoras convierten el amoniaco bajo condiciones aeróbicas a nitritos. La reducción bacterial de nitratos puede también producir nitritos bajo condiciones anaerobias.



Acidez. Según Pérez (2010) “la capacidad que tiene el agua de neutralizar una base fuerte a determinado pH y es un indicador de que tan corrosiva. Se debe a la presencia de ácidos orgánicos débiles como el ácido acético y ácido tánico, ácidos minerales fuertes incluyendo el ácido sulfúrico y ácido clorhídrico. Sin embargo, el recurso más común de la acidez de las aguas naturales es el dióxido de carbono procedente de la atmósfera y de la descomposición aerobia y anaerobia, que luego reacciona con el agua y forma ácido carbónico”. (p.21).



Alcalinidad Total. Se define como la capacidad del agua de neutralizar ácidos. Se debe primordialmente a las sales de ácidos débiles tales como carbonatos, bicarbonatos, boratos, silicatos y fosfatos, y unos pocos ácidos orgánicos que son muy resistentes a la oxidación biológica (ácidos húmicos) y llegan a formar sales que contribuyen a la alcalinidad total. En aguas naturales la alcalinidad debida a la presencia de iones hidroxilo, carbonatos y bicarbonatos, es tan alta en comparación con el resto de compuestos, que éstos son tomados como base para el cálculo de la alcalinidad total.(Pérez, 2010, p.21- 22)



Dureza total. La dureza total es definida como la suma de las concentraciones de los iones de calcio y magnesio en una muestra de agua, ambas expresadas como mg/l de CaCO3. (Pérez, 2010, p.22)



Cloruros. Pérez (2010) menciona que los Cloruros, en la forma de ion cloruro (𝐶𝑙− ), es uno de los mayores aniones inorgánicos en presentes en el agua. Produce un sabor salado en el agua

5

(Pérez, 2010, p.21)

que depende de la concentración en que se encuentre y al catión al cual este asociado. 

Aluminio6. Aluminio (Al) es el segundo elemento del grupo IIIA de la tabla periódica, tiene número atómico 13, y peso atómico 26.98. Está presente en la naturaleza en combinación con silicio y oxígeno para formar feldespatos, micas y arcillas minerales.



Carbono Orgánico Total (COT). Se define como todo el carbono

enlazado

molecularmente

en

los

compuestos

orgánicos. En aguas tratadas, los compuestos orgánicos pueden

reaccionar con

el

desinfectante

para

producir

compuestos potencialmente tóxicos y carcinógenos (Pérez, 2010, p.22) CARACTERISTICAS BIOLOGICAS Según Cánepa at el (2004) menciona que las aguas superficiales están expuestas a una amplia gama de factores que pueden alterar su calidad biológica y ocasionar cambios simples o complejos y con diferentes niveles de intensidad. Esta alteración se puede originar en eventos naturales o en actividades antropogénicas, como el uso doméstico del agua y la consiguiente producción de aguas residuales, de la industria, minería y agricultura, entre otras. (p.59) Según OPS, OMS (1996) citado por Cánepa at el (2004) nos da a conocer que “la contaminación fecal de las fuentes de aguas superficiales para abastecimiento de consumo humano es uno de los problemas más preocupantes en los países en vías de desarrollo. En las grandes ciudades esta contaminación se debe principalmente al vertimiento de los desagües sin ningún tratamiento. También se ha observado que la contaminación fecal es intensa en las zonas de arrastre provenientes de los corrales de engorde de bovinos y de las avícolas” Cánepa at el (2004) menciona que los agentes patógenos y los organismos productores de toxinas que pueden estar presentes en 6

(Pérez, 2010, p.22)

aguas superficiales y cuya transmisión hídrica está demostrada pertenecen a los siguientes grupos: Cuadro 00

Bacterias Virus Protozoos Helmintos

Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae, Yersinia enterocolitica, Campylobacter jejuni. Enterovirus, Rotavirus, Adenovirus. Giardia, Cryptosporidium, Entamoeba histolytica, Balantidium coli. Ascaris, Trichuris, Taenia.

Cyanobacterias Anabaena, Microcystis. Fuente: Cánepa at el. (2004) Tratamiento de agua para consumo humano: Plantas de filtración rápida. . Manual I

Según Craun (2001) citado por Cánepa at el. (2004) menciona que se ha demostrado la presencia de patógenos en aguas superficiales, así como su relación con los brotes epidémicos. En algunos casos no se ha detectado la fuente de origen pero, por las características del brote, se presume que su transmisión ha ocurrido por la vía hídrica. Brotes de Giardia, Cryptosporidium y fiebre tifoidea con transmisión hídrica han sido bien documentados Agentes patógenos y organismos productores de toxinas en aguas superficiales (p.60)

Las características biológicas de las aguas superficiales, se encuentra en una amplia gama de organismos no perceptibles a simple vista. En condiciones normales, estos organismos permiten el desarrollo de los ciclos biológicos y químicos en el cuerpo de agua y no son necesariamente nocivos para la salud o para el tratamiento del agua. (Cánepa at el., 2004 p.60) En las aguas superficiales existe un grupo de organismos que actúan en los procesos de biodegradación. Este grupo está conformado principalmente por bacterias y hongos. Estos

organismos transforman la materia orgánica muerta en compuestos inorgánicos simples. La biodegradación de la materia orgánica favorece la autodepuración de las aguas, que se produce cuando la materia está constituida por sustancias que pueden ser biodegradadas por los microorganismos responsables de esta actividad biológica. (Cánepa at el., 2004 p.60) Bibliografía Cánepa at el. (2004) Tratamiento de agua para consumo humano: Plantas de filtración rápida. . Manual I: Teoría. CEPIS. Tomo I. Lima

PARAMETROS DE CALIDAD DE AGUAS RESIDUALES Según Sierra (2011), menciona que para saber qué tan pura o qué tan contaminada está el agua es necesario medir ciertos parámetros. Los parámetros de calidad del agua que están clasificados en físicos, químicos y microbiológicos. (p.55)

BIBLIOGRAFIA SIERRA. C.A. (2011). Calidad del agua evaluación y diagnóstico. Medellin. Colombia. 978-958-8692-06-7. p.55

PARAMETROS FISICOS TEMPERATURA La temperatura7 es una magnitud fundamental relacionada con la energía cinética promedio de átomos y moléculas y la distribución de dicha energía. Numerosas propiedades químicas y físicas de la materia son afectadas por la temperatura, las velocidades de reacción, la solubilidad de compuestos en agua, el equilibrio

7

(Microlab Industrial. Determinación de la temperatura. 2016)

químico en un sistema de reacciones, la contracción o dilatación de materiales, etc.

Incluso cuando no se tiene la intención directa de reportar el valor de temperatura, es necesario medirlo y considerarlo al efectuar otras determinaciones químicas. En algunas industrias con procesos de calentamiento o reacciones exotérmicas el agua de descarga podría tener una temperatura considerablemente más alta que la del ambiente. En cuerpos receptores la descarga de agua caliente disminuye la solubilidad del oxígeno y puede provocar la muerte de la fauna acuática, en descargas a alcantarillados el agua caliente puede incrementar la corrosión y causar alteraciones en los procesos de las plantas tratadoras. El límite de norma para la descarga de aguas residuales al alcantarillado es de 40 ºC. Bibliografía Microlab Industrial. Determinación de la temperatura. Consultado el

noviembre

12,

2016,

de

http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/54/temperatura PH El pH8 es una medida de este equilibrio. Teóricamente, es el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidronio. Como no hay manera directa de medirlo, en la práctica se define relacionándolo a una medición potenciométrica. A 25 ºC, el agua neutra tiene un pH de 7. Menor a 7 indica agua ácida y mayor a 7 indica agua alcalina.

8

(Microlab Industrial. Determinación del PH. 2016)

El agua es apta para sostener la vida en un rango de pH alrededor de 7, conforme se va alejando de la neutralidad sólo organismos especializados pueden sobrevivir en ella; a pH extremo, el agua es incluso corrosiva. Bibliografía Microlab Industrial. Determinación del PH. Consultado el noviembre 12,

2016,

de

http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienes-nacionales/parametro/38/ph MATERIA FLOTANTE La materia flotante procedente de descargas es inmediatamente desagradable a la vista e indica contaminación de las aguas. Además, se presta para concentrar microorganismos patógenos y contaminantes en ella. Para fines de norma, las aguas residuales se evalúan con una malla de 0,3 mm de abertura y se declara presente si se encuentra cualquier partícula retenida, por insignificante que parezca. Esta norma mexicana de descarga de aguas establece que la materia flotante deberá estar ausente, por lo que se requieren mecanismos para garantizar que no vaya en el efluente, según lo expresado (Microlab industrial. Determinación de materia Flotante. 2016) Bibliografía Microlab industrial. Determinación de materia Flotante. Consultado el noviembre 12, 2016, de http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/30/materia-flotante SOLIDOS TOTALES (ST) Según Sierra (2011), nos menciona que la importancia para determinar la calidad del agua son los sólidos totales (ST). Los ST

se definen como todo el material que queda después de evaporar el agua a 105 °C, es decir, ST es todo aquello presente en la muestra, excepto agua. SOLIDOS SEDIMENTALES (SS) Los sólidos sedimentables se definen como el material que se sedimenta en el fondo de un recipiente de forma cónica (cono de Imhoff) en el transcurso de un período de 60 minutos. Los sólidos sedimentables se expresan en ml/L (Sierra. 2011. P.59) Según

(Microlab

Industrial.

Determinación

de

solidos

sedimentables. 2016), nos define que los sólidos sedimentables se determinan por volumen. En campo, se procura agitar bien el agua colectada para asegurar que los sólidos no queden decantados al llenar el recipiente de transporte. Ya en el laboratorio, se vierte un litro de muestra en un cono de sedimentación tipo Imhoff, el cual tiene una resolución graduada capaz de medir en décimas de mL para cantidades bajas. La muestra se deja sedimentar una hora antes de realizar la lectura de sólidos. Bibliografía Microlab Industrial. Determinación de Solidos sedimentables. Consultado

el

noviembre

14,

2016

de

http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/47/solidos-sedimentables SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST) Los sólidos suspendidos9 se definen como aquéllos que son retenidos en un filtro de 0,45 µm y en a grandes rasgos corresponden a los sólidos insolubles de la muestra, aunque no necesariamente tengan una tendencia a sedimentar. En general, los sólidos suspendidos se utilizan para evaluar la calidad general

9

(Microlab Industrial. Determinación de solidos suspendidos totales, 2016)

del agua después de un proceso de tratamiento: un alto valor de sólidos suspendidos es inaceptable. Cuando están presentes, los sólidos suspendidos contienen una cantidad significativa de los contaminantes presentes en el agua; por otro lado, pueden ser suprimidos del agua por medio de procedimientos relativamente sencillos de sedimentación y filtración. Bibliografía Microlab industrial. Determinación de solidos suspendidos totales. Consultado

el

noviembre

12,

2016,

de

http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/48/solidos-suspendidos-totales SOLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES (SSV) Según Valdez y Vázquez (2003), nos definen que los sólidos volátiles son aquella fracción que se volatiliza a 550 °C. La concentración de sólidos volátiles se suele considerar como una medida aproximada del contenido de materia orgánica, o en ciertos casos, de las concentraciones de sólidos biológicos tales como bacterias o protozoos. Los sólidos volátiles pueden determinarse sobre la muestra original (sólidos volátiles totales), sobre la fracción suspendida (sólidos suspendidos volátiles) o sobre la fracción filtrada (sólidos disueltos volátiles). La determinación se hace por incineración en una mufla del residuo obtenido en el análisis de los sólidos totales. Cuando se trata de determinar los sólidos suspendidos volátiles, debe añadirse, bien un filtro de vidrio (el cual dará lugar a una pequeña pérdida de peso, que habrá que corregir) o un filtro de acetato de celulosa (no da lugar a cenizas). La fracción volátil se obtiene por diferencia entre el residuo remanente después del secado y el posterior a la incineración. Este último se denomina sólidos fijos o cenizas y constituye una medida aproximada del contenido mineral del agua residual.

Bibliografía Valdez E. C. y Vázquez A. B. (2003).Ingeniería de los Sistemas de Tratamiento y Disposición de Aguas Residuales .México. 968-7508 05-4 DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO5) El parámetro más ampliamente utilizado para determinar el contenido de materia orgánica de una muestra de agua es la demanda bioquímica de oxígeno. La DBO se mide determinando la cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos (bacterias principalmente) para degradar, oxidar, estabilizar, etc. la materia orgánica. La prueba de DBO más conocida es la DBO5 . Esta prueba se realiza incubando la muestra de agua en el laboratorio y al cabo de cinco días se mide el consumo de oxígeno por parte de los microorganismos, y los resultados se reportan en mg/L de oxígeno consumido (Sierra. 2011. p.74) BIBLIOGRAFIA SIERRA. C.A. (2011). Calidad del agua evaluación y diagnóstico. Medellin. Colombia. 978-958-8692-06-7. p.74

DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO) La DQO10 es una prueba ampliamente utilizada para determinar el contenido de materia orgánica de una muestra de agua, en esta prueba la materia orgánica es oxidada utilizando una sustancia química y no microorganismos. El dicromato de potasio constituye actualmente el mejor agente oxidante para la determinación de la DQO. Este compuesto tiene la capacidad de oxidar la gran mayoría de sustancias orgánicas, además, es fácil de determinar su concentración antes y después de la prueba lo cual hace que se 101010

SIERRA. C.A. 2011. p.77

pueda calcular el oxígeno consumido. Otra de las ventajas de la DQO es el poco tiempo que duración de la prueba: mientras un análisis de DBO tarda 5 días, uno de DQO demora 3 horas. La reacción química que ocurre durante la determinación es: Materia orgánica (𝐶𝑎 𝐻𝑏 𝑂𝑐 ) + 𝐶𝑟2 𝑂7−2 + 𝐻 +

𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟

𝐶𝑟 +3 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2

BIBLIOGRAFIA SIERRA. C.A. (2011). Calidad del agua evaluación y diagnóstico. Medellin. Colombia. 978-958-8692-06-7. p.77 NITRATO AMONIACAL El nitrógeno amoniacal se encuentra en solución acuosa, bien en forma de ion amonio o como amoniaco, en función de pH de la solución. A niveles de pH superiores a 7, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda mientras que el ion amonio es predominante a valores del pH, menores que 7. El amoniaco se determina elevando el pH, destilando el amoniaco con el vapor producido cuando se hierve la muestra y condensando el valor que absorbe el amoniaco gaseoso. (Metcalf & Eddy INC.1996. p.97-98) NITRATOS Según lo expresado en su tesis, Gonzales y Vázquez (2011). El nitrato es una de las formas de nitrógeno de mayor interés en las aguas naturales, residuales y residuales tratadas, se presenta generalmente a nivel de trazas en el agua de superficie, pero puede alcanzar niveles elevados en las subterráneas. El nitrato se encuentra solo en pequeñas cantidades en las aguas residuales domésticas, pero en el diluyente de las plantas de tratamiento biológico desnitrificante, el nitrato puede encontrarse en concentraciones de hasta 30 mg de nitrato como N/L. El nitrato es un nutriente esencial para muchos autótrofos fotosintéticos, y en algunos casos ha sido identificado como el determinante del crecimiento de estos.

Una concentración alta de nitratos es indicio de una etapa de mayor mineralización de los compuestos nitrogenados. En las aguas de algunos pozos suele encontrarse cantidades apreciables de nitratos, lo que es objetable desde el punto de vista sanitario.

Bibliografía Gonzales G. G. y Vázquez R. C. (2011).Calibración de software especializado "QUAL2KW" para la determinación de parámetros de calidad del agua en una fuente puntual localizada en el fraccionamiento gaviotas. Poza Rica. Mexico. NITRITOS Gonzales y Vázquez (2011) hace referencia y describe que el nitrito considerado como una etapa intermedia en el ciclo del nitrógeno puede estar presente en el agua como resultado de la descomposición biológica de materiales proteicos. En aguas superficiales crudas, las huellas de nitritos indican contaminación. También se puede producir el nitrito en las plantas de tratamiento o en los sistemas de distribución de agua, como resultado de la acción de bacterias sobre el nitrógeno amoniacal. El nitrito puede entrar en un sistema de abastecimiento a través de su uso como inhibidor de corrosión en agua de proceso industrial. El ácido nitroso, que se forma de nitritos en solución acida, puede reaccionar con aminas secundarias (RR1 − NH) para formar nitrosaminas, muchas de las cuales son conocidas por ser potentes agentes cancerígenos. El nitrógeno de nitritos rara vez aparece en concentraciones mayores a 1mg/L aun en efluentes de plantas de tratamiento municipales.

Su

concentración

en

aguas

superficiales

y

subterráneas es normalmente más baja de 0.1mg/L, debido a que el

nitrógeno

es

un

nutriente

esencial

para

organismos

fotosintéticos, es importante el monitoreo y control de descargas del mismo ambiente. FOSFORO TOTAL El fosforo11 generalmente se encuentra en aguas naturales, residuales y residuales tratadas como fosfatos. Estos se clasifican como

ortofosfatos,

fosfatos

condensados

y

compuestos

organofosfatados. Estas formas de fosfatos provienen de una gran cantidad de fuentes, tales como productos de limpieza, fertilizantes, procesos biológicos, etc. El fosforo es un nutriente esencial para el crecimiento de organismos, por lo que la descarga de fosfatos en cuerpos de aguas puede estimular el crecimiento de macro y microorganismos fotosintéticos en cantidades nocivas. Teniendo en cuenta la importancia del fosforo como nutriente, su determinación es necesaria en estudios de contaminación de nos, lagos y embalses, así como en los procesos químicos y biológicos de purificación y tratamiento de aguas residuales. Todas las formas de fosforo pueden existir en solución verdadera o como material suspendido. En general, en aguas naturales la concentración de fosforo es baja, de 0.01-1mg/L; en aguas residuales domesticas varia normalmente entre 1-15 mg/L; en aguas de drenaje agrícola entre 0.05-1 mg/L. GRASAS Y ACEITES Según lo definido por (Microlab industrial. determinación de grasas y aceites, 2016), Más una estructura química en particular, las grasas, aceites y otras sustancias se engloban dentro de un grupo por su característica de ser insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como cloroformo o éter. En general, todos estos compuestos se distinguen por su gran proporción de enlaces

11

(Gonzales

y Vázquez. 2011)

carbono-hidrógeno respecto a enlaces del tipo carbono-oxígeno o carbono-nitrógeno. Hay

dos

orígenes

principales

de

estas

sustancias:

los

hidrocarburos derivados del petróleo y los lípidos de origen biológico. Industrias mecánicas y talleres automotrices suelen generar los primeros, mientras que los segundos son frecuentes en la industria alimentaria y restaurantes.

Aparte del daño ambiental, un propósito de regular la descarga de grasas y aceites en las aguas residuales es bastante directo: las grasas suelen coagularse en las tuberías de drenaje y eventualmente pueden taparlas de la misma manera en que el colesterol obstruye las arterias coronarias, incluso cuando aquéllas pueden tener más de 1 m de diámetro. El viejo truco de verter agua caliente para destapar el desagüe es inútil: las grasas simplemente cuajan unos metros más adelante en cuanto se vuelven a enfriar. Existe una serie de dispositivos para evitar que se descarguen grasas, desde las trampas de grasa hasta desnatadores más sofisticados, el análisis resulta necesario para verificar su efectividad. Bibliografía Microlab industrial.Determinación de grasas y aceites. Consultado el noviembre 12, 2016, de http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/26/grasas-y-aceites

CLORUROS Según Romero (2010) son comunes en aguas residuales pues la contribución

diaria

por

persona

es

de

6

a

9

gramos.

Concentraciones altas pueden causar problemas de calidad de aguas para riego y de sabor en aguas para reuso. En general, los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales no remueven cloruros. En aguas residuales domésticas crudas la concentración de cloruros oscila entre 30 y 200 mg/L. Los cloruros interfieren en el ensayo de la DQO y su bombeo en acuíferos costeros. Los cloruros en concentraciones mayores de 15000 mg/L son

considerados

tóxicos

para

el

tratamiento

biológico

convencional. Bibliografía ROMERO ROJAS, JAIRO A. (2010), Tratamiento de Aguas Residuales – Teoría y principios de diseño, Editorial Escuela Colombia de Ingeniería (3ª Edición), Colombia. ISBN 958-8060-13-3

AZUFRE Según Metcalf & Eddy INC, (1996), El ion sulfato se encuentra de forma natural, tanto en la mayoría de las aguas de abastecimiento como en el agua residual. Para la síntesis de proteínas, es necesario disponer de azufre, elemento que posteriormente será liberado en el proceso de degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente a sulfuros y a sulfuros de hidrogeno (H2 S) bajo la acción bacteriana en condiciones anaerobias, según la reacción general típica que rigen estos procesos: bacteria

Materia orgánica +SO−2 4 →

S −2 + H2 O + CO2

S −2 + 2H + → H2 S Bibliografía

Metcalf & Eddy INC, (1996), ingeniería de aguas residuales – tratamiento, vertido y reutilización, 3ra Edición, Vol. I, McGraw-Hill, España, p.100. COMPUESTOS ORGANICOS VOLATILES (COV) Son contaminantes del aire y cuando se mezclan con óxidos de nitrógeno, reaccionan para formar ozono (a nivel del suelo o troposférico). La presencia de concentraciones elevadas de ozono en el aire que respiramos es muy peligrosa. Son COV todos aquellos hidrocarburos que se presentan en estado gaseoso a la temperatura ambiente normal o que son muy volátiles a dicha temperatura. Suelen presentar una cadena con un número de carbonos inferior a doce y contienen otros elementos como oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno12. Bibliografía ISTAS. Compuestos orgánicos volátiles. Consultado el octubre 14, 2016, de http://risctox.istas.net/index.asp?idpagina=621 CLORACIÓN La cloración13 es un medio sencillo y eficaz para desinfectar el agua y hacerla potable. Consiste en introducir productos clorados (pastillas de cloro, lejía, etc.) en el agua para matar los microorganismos en ella contenidos. Normalmente, tras un tiempo de actuación de unos 30 minutos, el agua pasa a ser potable. Gracias al efecto remanente del cloro, continúa siéndolo durante horas o días (en función de las condiciones de almacenamiento). Según Ramalho (s.f.) los objetivos de la cloración se resumen como: 1. Desinfección. Fundamentalmente el cloro es un desinfectante debido a su fuerte capacidad de oxidación, por lo que destruye o inhibe el crecimiento de bacterias y algas. 12 13

(ISTAS. Compuestos orgánicos volátiles (COV), 2016) (wikiwater. E18 El tratamiento del agua por cloración,2016)

2. Reducción de la DBO. El cloro produce una reducción de la DBO por oxidación de los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales. 3. Eliminación o reducción de colores y olores. Las sustancias que producen olor y color presentes en las aguas residuales se oxidan mediante el cloro. La capacidad oxidante del cloro se emplea para el control del olor y la eliminación del color en muchos tratamientos industriales (azúcar de caña, industrias de conservas, centrales lecheras, pasta y papel, textiles, etc.) 4. Oxidación de los iones metálicos. Los iones metálicos que están presente en forma reducida se oxidan por el cloro (por ejemplo, ferroso a férrico y maganoso a manganico) 5. Oxidación de los clanuros a productos inocuos. Bibliografía Ramalho R. S.(s.f.). Tratamiento de aguas residuales. Reverte S.A. p 637

Wikiwater. E18 El tratamiento del agua por cloración.Consultado el octubre 15, 2016, de http://wikiwater.fr/e18-el-tratamiento-delagua-por.html PARAMETROS BIOLOGICOS HUEVOS DE HELMINTO El término helminto viene de la palabra griega para los gusanos, pero usualmente se refiere a los gusanos parásitos. (Microlab industrial. Determinación de huevos de helminto. 2016). Nos detalla que

los helmintos provienen de dos phylums:

platelmintos, o gusanos planos como la tenía y nematodos o gusanos redondos como Ascarides Lombricoides. Su ciclo de vida puede ser bastante complejo al incluir varios huéspedes. Usualmente los huevos son consumidos por los humanos, se

desarrollan en el intestino y son expulsados en las heces, propagando la enfermedad. Los helmintos suelen ocasionar problemas de desnutrición y anemia cuando permanecen en el intestino, y pueden causar complicaciones graves si los gusanos migran a otros tejidos del cuerpo. Una parte del agua residual tratada será usada para riego de cultivos o jardines. Esto puede convertirse en un foco de infección de enfermedades por helmintos si el agua contiene suficientes huevos. Por lo tanto, el agua tratada es monitoreada para asegurarse que el contenido de helmintos es bajo. En el agua residual, los huevos de helminto pueden eliminarse mediante los mismos procesos que suprimen los sólidos suspendidos,

principalmente

la

sedimentación

primaria

y

secundaria. Microlab industrial. Determinación de huevos de helminto. Consultado el noviembre 14, 2016, de http://www.microlabindustrial.com/analisis/aguas/1/descargas-deaguas-residuales-en-aguas-y-bienesnacionales/parametro/27/huevos-de-helminto

COLIFORMES FECALES Según en el informe “identificación de alternativas para análisis de contaminantes ambientales” mencionado por Sierra (2011) los coliformes fecales, es un indicador indirecto del riesgo potencial de contaminación con bacterias o virus de carácter patógeno, ya que las coliformes fecales siempre están presentes en las heces humanas y de los animales. (p.82)

COLIFORMES TOTALES

Según los parámetros ambientales propuestos para medir en el recurso agua, bacteriológicos (Sierra. 2011. p.82), define que la presencia de coliformes totales indica que el cuerpo de agua ha sido o está contaminado con materia orgánica de origen fecal, ya sea por humanos o animales.

AGUAS RESIDUALES Según Sierra (2011), define que el agua residual es aquella que ha sido utilizada en cualquier uso benéfico. El conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental para el diseño, operación y control de los sistemas de aguas residuales (recolección y tratamiento). Generalmente los generadores de aguas residuales se pueden agrupar en aguas residuales domésticas, industriales (caracterizadas o medidas y no medidas) y comerciales. (p.50) BIBLIOGRAFIA SIERRA. C.A. (2011). Calidad del agua evaluación y diagnóstico. Medellin. Colombia. 978-958-8692-06-7. p.50

CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES Valdez y Vázquez (2003), definen que es común clasificar a las aguas residuales en dos tipos: industriales y municipales. Las aguas residuales industriales requieren tratamiento antes de ser descargadas en el sistema de alcantarillado municipal; como las características de estas aguas residuales cambian de una a otra industria, los procesos de tratamiento son también muy variables. No obstante, muchos de los procesos empleados para tratar aguas residuales municipales se emplean también con las industriales. Existen aguas residuales industriales que tienen características compatibles con las municipales, por lo que se descargan directamente en los sistemas públicos de alcantarillado.

El agua residual municipal fresca y aerobia tiene olor a queroseno y color gris. El agua residual con más tiempo de haber sido generada es séptica y pestífera; su olor característico es asulfhídrico, similar al de los huevos podridos. El agua residual séptica es de color negro. La temperatura del agua residual es mayor que la del agua potable, varía entre 10 y 20 °C; esto se debe a que se añade calor al agua en los sistemas de plomería de las edificaciones. Bibliografía Valdez E. C. y Vázquez A. B. (2003).Ingeniería de los Sistemas de Tratamiento y Disposición de Aguas Residuales .México. 968-7508 05-4

NIVELES DE TRATAMIENTO PRETRATAMIENTO El tratamiento biológico de las aguas residuales, fundamentalmente las de origen industrial, en ocasiones requiere de algún tipo de pretratamiento cuyo objetivo puede ser la remoción de contaminantes, como ocurre durante la sedimentación primaria, o el acondicionamiento del agua residual mediante la compensación y (o) neutralización, para facilitar la depuración biológica14. DESBASTE La primera operación unitaria que tiene lugar en las plantas de tratamiento es la operación de desbaste. Una rejilla es un elemento con aberturas, generalmente de tamaño uniforme, que se utiliza para retener los sólidos gruesos existentes en el agua residual, según lo definido por Metcalf & Eddy INC. (1996). Bibliografía Metcalf & Eddy INC, (1996), ingeniería de aguas residuales – tratamiento, vertido y reutilización, 3ra Edición, Vol. I, McGraw-Hill, España, p.228.

14

(Menéndez

y Pérez. 2007. p. 39)

SEDIMENTACION Según Metcalf & Eddy, INC (1996). La sedimentación consiste en la separación, por la acción de la gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Los términos sedimentación y decantación se utilizan indistintamente. (p.251) Además su objetivo principal es la obtención de agua clara en el efluente más que una corriente subálvea de lodo denso. Su clarificación se emplea en la preparación de agua cruda y para el tratamiento de aguas de desecho, según lo referido en el Manual del agua, su naturaleza, tratamiento y aplicaciones (1989). La sedimentación es un proceso físico de uso muy difundido en el tratamiento de las aguas residuales. Puede utilizarse como parte de un tratamiento primario, o como una etapa del tratamiento secundario. El objetivo de la sedimentación primaria es reducir la concentración de sólidos suspendidos y la carga orgánica de un agua residual para facilitar los tratamientos posteriores. La secundaria constituye un proceso importante para la clarificación del efluente de las unidades de tratamiento biológico y para el espesamiento de los lodos orgánicos que se obtienen. La sedimentación es efectiva para la remoción de sólidos suspendidos en la medida en que la fuerza de gravedad que actúa sobre la partícula que se desea remover es mayor que la resultante de las fuerzas de sustentación y la viscosa que actúan sobre ella.15 Bibliografía Metcalf & Eddy INC, (1996), ingeniería de aguas residuales – tratamiento, vertido y reutilización, 3ra Edición, Vol. I, McGraw-Hill, España, p.251.

15

(Menéndez y Pérez. 2007. p. 53-54)

NALCO, (1989), Manual del agua, su naturaleza, tratamiento y aplicaciones, Tomo I, McGraw-Hill, México Menéndez. C.L. y Pérez. J.M. (2007). Procesos para el tratamiento biológico de aguas residuales industriales. Universitaria. La Habana. (p. 53-54)

FILTRACIÓN Según Metcalf y Eddy INC, (1996) la filtración de efluentes procedentes de procesos de tratamiento de aguas residuales es una práctica relativamente reciente. Hoy en día, la filtración se emplea, de modo generalizado, para conseguir una mayor eliminación de sólidos en suspensión (incluida la DBO particulada) de los efluentes de los procesos de tratamiento biológicos y químicos, y también se emplea para la eliminación del fosforo precipitado por vía química. (p.283)

FLOTACION Según Ramalho (s.f.). La flotación es un proceso para separar sólidos de baja densidad o partículas líquidas de una fase líquida. La separación se lleva a cabo introduciendo un gas (normalmente aire) en la fase líquida, en forma de burbujas. La fase líquida se somete a un proceso de presurización para alcanzar una presión de funcionamiento que oscila entre 2 y 4 atm., en presencia del suficiente aire para conseguir la saturación en aire del agua. Luego, este líquido saturado de aire se somete a un proceso de despresurización llevándolo hasta la presión atmosférica por paso a través de una válvula reductora de presión. En esta situación, y debido a la despresurización se forman pequeñas burbujas de aire que se desprenden de la solución. Los sólidos en suspensión o las partículas líquidas (por ej.: aceites o petróleo) flotan, debido a que estas pequeñas burbujas, asociándose a los

mismos, les obligan a elevarse hacia la superficie. Los sólidos en suspensión concentrados pueden separarse de la superficie por sistemas mecánicos. El líquido clarificado puede separarse cerca del fondo, y parte del mismo puede reciclarse. Metcalf & Eddy INC, (1996), definen que la flotación es una operación unitaria que se emplea para la separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida. La separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto partícula-burbuja de adre Lace que suban hasta la superficie del líquido. De esta forma, es posible hacer ascender a la superficie partículas cuya densidad es mayor que la del líquido, además de favorecer la ascensión de las partículas cuya densidad es inferior, como el caso del aceite en el agua. (p.277) Bibliografía Ramalho R. S.(s.f.). Tratamiento de aguas residuales. Reverte S.A. p. 146 -147. Metcalf & Eddy INC, (1996), ingeniería de aguas residuales – tratamiento, vertido y reutilización, 3ra Edición, Vol. I, McGraw-Hill, España, p.277.

COAGULACION – FLOCULACION Según Rodriguez at el. (s.f.) hacen referencia que en muchos casos parte de la materia en suspensión puede estar formada por partículas de muy pequeño tamaño (10−6 – 10−9 m), lo que conforma una suspensión coloidal. Estas suspensiones coloidales suelen ser muy estables, en muchas ocasiones debido a interacciones eléctricas entre las partículas. Por tanto tienen una velocidad de sedimentación extremadamente lenta, por lo que haría inviable un tratamiento mecánico clásico. Una forma de mejorar la eficacia de todos los sistemas de eliminación de materia en suspensión es la adición de ciertos reactivos químicos que, en primer lugar, desestabilicen la suspensión coloidal (coagulación) y a continuación

favorezcan la floculación de las mismas para obtener partículas fácilmente sedimentables. Es una operación que se utiliza a menudo, tanto en el tratamiento de aguas residuales urbanas y potables como en industriales (industria de la alimentación, pasta de papel, textiles, etc.). Asimismo los coagulantes suelen ser productos químicos que en solución aportan carga eléctrica contraria a la del coloide. Habitualmente se utilizan sales con cationes de alta relación carga/masa (𝐹𝑒 3+ , 𝐴𝑙 3+ ) junto con polielectrolitos orgánicos, cuyo objetivo también debe ser favorecer la floculación: -

Sales de 𝑭𝒆𝟑+ : Pueden ser Cl3Fe o Fe 2 (𝑆𝑂4 )3, con eficacia semejante. Se pueden utilizar tanto en estado sólido como en disoluciones. La utilización de una u otra está en función del anión, si no se desea la presencia de cloruros o sulfatos.

-

Sales de 𝑨𝒍𝟑+ : Suele ser Al 2 (SO4 )3 o policloruro de aluminio. En el primer caso es más manejable en disolución, mientras que en el segundo presenta la ventaja de mayor porcentaje en peso de aluminio por kg dosificado.

-

Polielectrolitos: Pueden ser polímeros naturales o sintéticos, no iónicos (poliacrilamidas) aniónicos (ácidos poliacrílicos) o catiónicos (polivinilaminas). Las cantidades a dosificar son mucho menores que para las sales, pero tanto la eficacia como el coste es mucho mayor. Tabla 00 Poder coagulante relativo de distintos reactivos.

PRE DECANTACION La pre-decantación16 es una operación que se efectúa, antes de la clarificación, con aguas muy cargadas. Tiene por objeto eliminar la totalidad de la arena fina y la mayor cantidad posible de barro. El umbral de concentración de materias en suspensión del agua bruta, a partir de la cual se hace necesaria la pre-decantación, es función del tipo de decantador clarificador principal. Este umbral se encuentra entre las 2.000 y las 10.000 ppm. Según la carga de materias en suspensión y su naturaleza, un pre decantador debe dimensionarse como un decantador (aguas brutas cuya carga no excede de los 20 a 30 g/l o como un espesador (cargas de materia superiores). Asimismo cuando los predecantadores trabajan como decantadores, su carga superficial varía de 2 a 6 m3/m2/hora y su tiempo de retención entre 1 y 2 horas. Cuando estos trabajan como espesadores es menor la carga superficial (0,50 a 2 m3/m2/hora) y el tiempo de retención se encuentra comprendido entre 2 y 5 horas. Bibliografía CASERO RODRÍGUEZ D. (s.f.), Potabilización del agua. Módulo IV: Abastecimientos y Saneamientos Urbanos, Escuela de negocios.

DESENGRASADO El agua residual procedente del desbaste es sometida a un proceso para la eliminación de las arenas y grasas que transporta. Las arenas, debido a su mayor peso, sedimentan en el fondo. Además las grasas ascienden a la superficie por flotación, ayudadas por el burbujeo de aire que generan soplantes y que distribuyen difusores sumergidos. (Desarenado, Desengrasado y Elevación, 2016) Figura 00

16

(CASERO, s.f. )

Proceso de desengrasado

Fuente:

http://www.consorcioaa.com/cmscaa/opencms/CAA/saneamiento/sistema-generico-de-

saneamiento/depuracion-edar/desarenado-desengrasado.htm

Bibliografía Desarenado, Desengrasado y Elevación (s.f.). Consorcio de aguas. Consultado

el

octubre

14,

2016,

de http://www.consorcioaa.com/cmscaa/opencms/CAA/saneamiento/sist ema-generico-de-saneamiento/depuracion-edar/desarenadodesengrasado.htm Los sistemas eliminadores de grasas y aceites son instalados también después de las rejillas finas, y con el propósito de removerlas del agua cruda. Bajo el principio de que las grasas y aceites tienden a flotar, los equipos de desengrasado utilizan difusores de burbuja gruesa inyectada a través de canales para facilitar esta flotación de grasas y aceites, y luego con la ayuda de rascadores superficiales las eliminan del proceso. (Desarenado y desengrasado pretratamiento, 2016) Bibliografía Amat Dimares M. Desarenado y Desengrasado. (2016).Tama de

panamá.

Consultado

el

Pre tratamiento

noviembre

12,

2016,

http://tamapanama.com/desarenado-desengrasado-pretratamiento-

parte-2-3/

DESARENADO Según Valdez y Vázquez (2003), Los desarenadores se ubican después de las rejillas. Cuando es necesario bombear el influente de agua residual se recomienda localizar el cárcamo a continuación de los desarenadores. El propósito es separar la arena del material orgánico susceptible de putrefacción es evitar depósitos de arena en los tanques de aireación, obstrucción de tuberías, desgaste de rastras en sedimentadores, bombas, etc. El equipo mecánico y electromecánico se desgasta con mayor rapidez debido a la arena en lo cual durante la época de lluvias se arrastra gran cantidad de este material, por lo que es necesario que su diseño considere el manejo eficiente del agua en esta época, ya que es cuando más se requiere de los desarenadores.

Bibliografía Valdez E. C. y Vázquez A. B. (2003).Ingeniería de los Sistemas de Tratamiento y Disposición de Aguas Residuales .México. 968-7508 05-4

TRATAMIENTO PRIMARIO DECANTACION Según el sitio web el agua potable.com (s.f.). La misión de la decantación es eliminar partículas, ya sea por sedimentación o flotación, partículas que en el caso del tratamiento del agua pueden proceder de sustancias disueltas, que por la vía de la oxidación han pasado a insolubles ( es el caso del hierro y manganeso disueltos, que por oxidación pasan a su estado oxidado insoluble ) o por las propias partículas coloidales en suspensión existentes en el agua bruta, la mayoría de las cuales por coagulación -floculación han pasado a ser sedimentables. Otras sustancias disueltas

pueden quedar adheridas o adsorbidas por los

coágulos-flóculos y son eliminadas de esta forma.

El sitio web hidritec.com (s.f.) define que la decantación es un método físico para separar componentes de distinta densidad situándose el más denso en el fondo del decantador por gravedad y quedando el agua clarificada en la superficie. La adición de coagulantes y floculantes favorece el proceso de decantación.

Bibliografía Decantadores

(s.f.).

Consultado

el

Noviembre

14,

2016,

de

http://www.hidritec.com/hidritec/decantadores

Decantación – flotación (s.f.). Consultado el Noviembre 14, 2016, de http://www.elaguapotable.com/decantacion.htm

FLOTACION CON AIRE Según Valdez y Vázquez (2003), explican que generalmente se aplican dos métodos para llevar a cabo el espesamiento: Flotación o espesamiento a gravedad; en el primero se propicia que los sólidos floten por encima del líquido y en el segundo se les deja sedimentar hasta el fondo. El objetivo del espesamiento (Flotación) es remover la mayor cantidad de agua que sea posible antes de la deshidratación final o digestión del lodo. Gracias a este proceso de bajo costo se reduce a la mitad el volumen de los lodos. Bibliografía Valdez E. C. y Vázquez A. B. (2003).Ingeniería de los Sistemas de Tratamiento y Disposición de Aguas Residuales .México. 968-7508 05-4

TRATAMIENTO SECUNDARIOS PROCESOS BIOLOGICOS AEROBIOS

Los procesos biológicos aeróbicos utilizan colonias microbianas y oxígeno molecular para descomponer las sustancias orgánicas presentes en las aguas residuales. Los microbios se alimentan de sustancias biológicas indeseadas en el agua generando agregados o “flóculos” de sustancias orgánicas y microorganismos que se depositan en la base del contenedor. Este lodo es estable y puede eliminarse fácilmente. Generalmente, el tratamiento aeróbico forma parte de un proceso de tratamiento del agua que consta de múltiples etapas. Esta tecnología no se limita únicamente a su uso en la etapa intermedia del proceso; también se la puede utilizar para lograr agua con calidad final y favorecer otros tipos de tratamientos, según lo descrito en el sitio web rwlwater.com, sobre el tratamiento Aeróbico de Aguas Residuales (s.f.). Según la Ingeniería de tratamiento de aguas residuales: Procesos biológicos aerobios del sitio web estrucplan.com.ar (s.f.). La materia orgánica que queda disuelta y en suspensión así como el resto de las partículas sólidas que no se han eliminado en los tratamientos anteriores, son eliminadas mediante los denominados “Procesos Biológicos de Depuración Aerobia”, que en la línea de aguas constituyen los tratamientos secundarios. Asimismo define que los “Procesos Biológicos de Depuración Aerobia”, como aquellos realizados por determinado grupo de microorganismos (principalmente bacterias y protozoos) que en presencia de Oxígeno, actúan sobre la materia orgánica e inorgánica disuelta, suspendida y coloidal existente en el agua residual, transformándola en gases y materia celular, que puede separarse fácilmente mediante sedimentación. La unión de materia orgánica, bacterias y sustancias minerales forma los flóculos y el conjunto de flóculos es lo que todos conocemos como fango biológico. Asimismo los objetivos que persigue este tipo de tratamiento son la transformación de la materia orgánica y la coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables. En el caso de algunas aguas residuales urbanas, también se persigue la eliminación de Nitrógeno y de Fósforo. Por último, conseguimos además la disminución de los microorganismos patógenos y fecales que habitan el agua residual.

Básicamente, existen dos tipos de tratamientos biológicos aerobios: -

Procesos de Cultivo en Suspensión (Fangos Activados).

-

Procesos de Cultivo Fijo (Lechos Bacterianos).

FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS AEROBIOS 

Los procesos de oxidación biológica La oxidación biológica es el mecanismo mediante el cual los microorganismos degradan la materia orgánica contaminante del agua residual. De esta forma, estos microorganismos se alimentan de dicha materia orgánica en presencia de oxígeno y nutrientes, de acuerdo con la siguiente reacción: Materia orgánica + Microorganismos + Nutrientes + O2=> >Productos Finales + Nuevos microorganismos + Energía

Bibliografía Ingeniería de tratamiento de aguas residuales: Procesos biológicos aerobios

(s.f.).

Consultado

el

Noviembre

12,

2016,

de

http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=252 1

Tratamiento Aeróbico de Aguas Residuales (s.f.). Consultado el Noviembre

11,

2016,

de

https://www.rwlwater.com/digestion-

aerobica/?lang=es

FANGOS ACTIVADOS: PROCESO BASICO Lodo activado17

17

(Arana. 2004.Glosario)

Lodo constituido principalmente de biomasa con alguna cantidad de sólidos inorgánicos que recircula del fondo del sedimentador secundario al tanque de aeración en el tratamiento con lodos activados. Según Arana (2004). En su glosario acerca del proceso de lodos activados es un tratamiento de aguas residuales en el cual se somete a aeración una mezcla (licor mezclado) de lodo activado y agua residual. El licor mezclado es sometido a sedimentación para su posterior recirculación o disposición de lodo activado. Según el sitio web aguasresiduales.wordpress.com acerca del tratamiento de aguas residuales y desechos orgánicos (s.f.). El lodo activado es un proceso de tratamiento por el cual el agua residual y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aireados en un tanque denominado reactor. Los flóculos biológicos formados en este proceso se sedimentan en un tanque de sedimentación, lugar del cual son recirculados nuevamente al tanque aireador o reactor. En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamente mezclados con la materia orgánica en el agua residual de manera que ésta les sirve de sustrato alimenticio. Es importante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios mecánicos superficiales o sopladores sumergidos, los cuales tiene doble función 1) producir mezcla completa y 2) agregar oxígeno al medio para que el proceso se desarrolle.

Elementos básicos de las instalaciones del proceso de lodos activados: 

Tanque de aireación.

Estructura donde el desagüe y los

microorganismos (incluyendo retorno de los lodos activados) son mezclados. 

Tanque sedimentador. El desagüe mezclado procedente del tanque es sedimentado separando los sólidos suspendidos (lodos activados), obteniéndose un desagüe tratado clarificado.



Equipo de inyección de oxígeno. Para activar las bacterias heterotróficas.



Sistema de retorno de lodos. El propósito de este sistema es el de mantener una alta concentración de microorganismos en el tanque de aireación.



Una gran parte de sólidos biológicos sedimentables son retornados al tanque de aireación.



Exceso de lodos y su disposición. El exceso de lodos, debido al crecimiento bacteriano en el tanque de aireación, son eliminados, tratados y dispuestos.

Operación básica 1. Pre-tratamiento/ajuste de aguas residuales En algunos casos las aguas residuales deben ser acondicionadas antes de pasar al proceso de lodos activados, esto es debido a que ciertos elementos inhiben

el proceso biológico. Algunos de estos

casos son: -

Sustancias dañinas a la activación microbiana, tal como la presencia de cloro.

-

Grandes cantidades sólidos. Se utilizan cribas o rejas en un tanque de

sedimentación

primaria

para

los

sólidos

fácilmente

sedimentables -

Aguas residuales con valores anormales de pH. Se debe realizar un proceso de neutralización el cual es indispensable para el desarrollo bacteriano.

-

Desagües con grandes fluctuaciones de caudal y calidad de las aguas

residuales

incluyendo

concentración

de

DBO.

Se

homogeniza las aguas en un tanque de igualación

2. Remoción de DBO en un Tanque de Aireación Las aguas residuales crudas mezcladas con el lodo activado retornado del tanque sedimentador final es aireado hasta obtener 2 mg/l de oxígeno disuelto o más. En este proceso, una parte de materia

orgánica contenida en los desagües es mineralizada y gasificada y la otra parte es asimilada como nuevas bacterias. 3. Separación sólido – líquido en el Tanque de Sedimentación Los lodos activados deben ser separados del licor mezclado provenientes del tanque de aireación. Este proceso se realiza en el tanque de sedimentación, concentrándolos por gravedad. La finalidad de este proceso es conseguir un efluente clarificado con un mínimo de sólidos suspendidos y asegurar el retorno del lodo. Descarga del exceso de lodos Con la finalidad de mantener la concentración de los lodos activados en el licor mezclado a un determinado valor, una parte de los lodos son eliminados del sistema a lechos de secado o espesadores con filtros mecánicos (filtros prensa, de cinta etc.) para posteriormente disponer el lodo seco como residuo sólido. Un aspecto importante del proceso de tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados es el uso flóculos biológicos en los lodos activados compuestos de bacterias heterotróficas y son el elemento principal para la purificación. El proceso de tratamiento tiene dos importantes características: 1) Eficiente remoción de materia orgánica. 2) Eficiente separación de sólidos.

Rol de las bacterias Las bacterias juegan un rol preponderante en el tratamiento biológico. Las bacterias son clasificadas de acuerdo a sus características bioquímicas: a) Clasificación por fuente de energía y carbón: Clasificación por fuente de energía -

Fotosintéticas

-

Quimiosintéticas

-

Reacción Oxidación-Reducción Inorgánica

Clasificación por fuente de carbón -

Reacción Oxidación-Reducción Orgánica

-

Carbón Orgánico

b) Clasificación por su forma de vida 1. De crecimiento suspendido, con existencia de flóculos orgánicos (Lodos Activados). 2. De crecimiento adherido donde el crecimiento bacterial se realiza en un medio de apoyo (piedras o cualquier otro medio artificial). Se utilizan en procesos con filtros percoladores. c) Clasificación por uso de oxígeno 

Organismos aeróbicos. Existen solo cuando existe una fuente de oxígeno molecular.



Organismos anaeróbicos. Su existencia está condicionada a la ausencia de oxígeno.



Organismos facultativos. Tiene la capacidad de sobrevivir con o sin oxígeno.

Uso de bacterias benéficas Existen compuestos bacterianos comerciales que se utilizan para acelerar el proceso de degradación biológica. Uno de estos productos es el que se conoce comercialmente como Enziclean, que es una mezcla

de

bacterias

aeróbicas

anaeróbicas

y

facultativas

seleccionadas por su gran actividad y agresividad, compitiendo favorablemente contra las bacterias patógenas que se encuentran en las aguas residuales.

Otros Microorganismos Estos son animales, plantas y protistas, en su conjunto comparados con las bacterias casi no contribuyen en el proceso de purificación, pero dado que por su tamaño son más fácilmente identificables, nos sirven como organismos indicadores en el control y manejo del proceso de lodos activados.

Básicamente la remoción de la materia orgánica en las aguas residuales es producida por dos procesos: 1. Mineralización

(gasificación)

por

acción

de

las

bacterias

heterotróficas y por la biosíntesis o crecimiento de las bacterias. 2. La síntesis biológica. Se manifiesta como la adsorción de las sustancias procedentes del agua residual metabolizadas y manifestadas como nuevos microorganismos.

Descripción de algunas variaciones del proceso de lodos activados Estabilización por contacto. En este sistema el agua residual y el lodo activado es mezclado brevemente (20-30 minutos), tiempo necesario para que los microorganismos adsorban los contaminantes orgánicos en solución, pero no el necesario para que ellos asimilen la materia orgánica. El licor mezclado es sedimentado y derivado a otro tanque de aireación por un periodo de 2 a 3 horas para luego ser mezclado con el efluente que ingresa al primer tanque de aireación. Aireación por etapas. Esta modificación consiste en que el flujo de agua residual es introducido al tanque aireador por varios puntos. En los puntos de alimentación se esparce

la demanda de oxígeno en el

aireador resultando una mayor eficiencia de uso del oxígeno. Aireación extendida. Su diagrama de flujo es esencialmente el mismo que un sistema de mezcla completa excepto que no tiene sedimentador

primario. El tiempo de retención hidráulico varía de 18 a 36 horas. Este periodo de aireación permite que las aguas residuales y lodo sean parcialmente digeridos en el tanque aireador, permitiendo su disposición sin ser necesaria una gran capacidad de digestión. Una variación del sistema de aireación extendida es la llamada zanja de oxidación.

Bibliografía Sistema de tratamiento de aguas residuales por lodos activados (s.f.). Consultado

el

Noviembre

10,

2016,

de

https://aguasresiduales.wordpress.com/tag/lodos-activados/

ARANA VELÁSQUEZ, E. (2004). Utilización de aguas residuales tratadas como alternativa de riego de parques y jardines en el distrito de Jesús María. Universidad peruana de ciencias aplicadas.

FANGOS ACTIVADOS MODIFICACIONES DE PROCESO BASICO Son procesos de fangos activados, pero se diferencian en la forma de operar. Según definen Rodríguez at el. (s.f.), además: - Aireación prolongada. Se suele trabajar con relaciones A/M más pequeñas (mayores tiempos de residencia), consiguiendo mayores rendimiento en la degradación de materia orgánica. Otra ventaja añadida es la pequeña generación de fangos de depuradora. Es interesante su utilización, además, cuando se pretendan eliminar compuestos con nitrógeno simultáneamente con la materia orgánica. - Contacto estabilización: En el reactor de aireación se suele trabajar con menores tiempos de residencia (sobre una hora) pretendiendo que se lleve a cabo solo la adsorción de la materia orgánica en los flóculos. La verdadera degradación se realiza en una balsa de aireación insertada en la corriente de recirculación de fangos, y donde la

concentración de fangos es mucho más elevada que en el primer reactor. Es interesante esta opción cuando buena parte de la materia orgánica a degradar se encuentra como materia en suspensión.

Figura 00 Proceso biológico de contacto-estabilización.

Fuente: RODRIGUEZ et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales

-

Reactores discontinuos secuenciales (SBR): Todas las operaciones (aireación y sedimentación) se llevan a cabo en el mismo equipo, incluyendo una etapa de llenado y terminando con la evacuación del agua tratada. Es una opción muy válida para situaciones en las que se dispone de poco espacio, como ocurre en muchas industrias. Son versátiles en cuanto a las condiciones de operación y habitualmente se utilizan columnas de burbujeo como reactores. TABLA 00 Parámetros de operación típicos en procesos de fangos activados.

Fuente: RODRIGUEZ et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales

Bibliografía RODRIGUEZ-ALBA A, LETÓN GARCÍA P. et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales, CEIM Dirección General de Universidades e Investigación, Elecé Industria Gráfica. Madrid. PROCESOS AEROBIOS CON BIOMASA SOPORTADA Según Rodríguez et al. (s.f.), definen que otra de las formas para conseguir concentraciones suficientes de microorganismos, sin necesidad de recirculación, es favoreciendo su crecimiento en la superficie de sólidos. Además se evitan de esta forma los posibles problemas en la sedimentación y recirculación de fangos, frecuente en los procesos clásicos de fangos activados. Sin embargo el aporte de oxígeno será de nuevo un factor importante, consiguiéndose en este caso bien en la distribución del líquido, bien por movimiento del sistema. -

Filtros percoladores: También denominados filtros biológicos o lechos bacterianos. Son los sistemas aerobios de biomasa inmovilizada más extendidos en la industria. Suelen ser lechos fijos de gran diámetro, rellenos con rocas o piezas de plástico o cerámica con formas especiales para desarrollar una gran superficie. Sobre la superficie crece una fina capa de biomasa, sobre la que se dispersa el agua residual a tratar, que moja en su descenso la superficie. Al mismo tiempo, ha de quedar espacio suficiente para que circule aire, que asciende de forma natural. El crecimiento de la biomasa provoca que parte de los microorganismos se desprendan de la superficie, y por lo tanto, seguirá siendo necesaria una sedimentación posterior para su separación del efluente. En general también se realiza una recirculación de parte del efluente limpio, una vez producida la separación. Un esquema sencillo se muestra en la figura. En estos sistemas, la velocidad de carga orgánica es el parámetro más importante, teniendo rangos de

aplicación en la industria desde 30 a 10.000 kgDBO5/día y 100m3 de reactor, siendo los tamaños muy variables (desde 2 hasta 10 m de altura). Figura 00 Diagrama de operación típico de un filtro percolador.

Fuente: RODRIGUEZ et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales

-

Contactores Biológicos Rotatorios (RBC): Biodiscos: Consisten en una serie de placas o discos, soportados en un eje y parcialmente sumergidos (40%) en una balsa que contiene el agua residual. El eje junto con los discos, gira lentamente. Sobre la superficie de los disco crece la biopelícula, que sucesivamente, se “moja” y entra en contacto con el aire, produciéndose la degradación de la materia orgánica. Son fáciles de manejar y convenientes cuando se trata de pequeños caudales. Normalmente el tamaño es de entre 1 y 3 m de diámetro, está separados unos 10-20 cm y con velocidades de giro de 0.5-3 rpm.

PROCESOS BIOLÓGICOS ANAEROBIOS Según el sitio web guiaambiental.com.ar (s.f.) define que los procesos biológicos anaerobios deben utilizarse como unidades de pretratamiento. Se recomienda su uso para pretratamiento de líquidos residuales con elevado contenido de materia orgánica. De esta manera, el requerimiento

de oxígeno en un tratamiento biológico aerobio, será sustancialmente menor, además: El proceso biológico anaeróbico consta de 3 etapas consecutivas: Hidrólisis: la materia orgánica compleja (alto peso molecular) se va a degradar a compuestos más sencillos (de cadena más corta) Acidogénesis: Dichos compuestos, relativamente sencillos van a ser convertidos en ácidos grados volátiles. Metanogénesis: convertidos en gas metano. Los microorganismos facultativos son responsables de las primeras 2 etapas, mientras que los microorganismos responsables de la tercer etapa, microorganismos metanogénicos, son estrictamente anaerobios. Los microorganismos facultativos crecen más rápidamente y presentan una actividad biológica mayor respecto de los microorganismos metanogénicos. Debido a esto, va a existir una acumulación de ácidos orgánicos, tendiendo a disminuir el pH del medio. En las primeras dos etapas se genera material orgánico soluble, fácil de degradar. Son los microorganismos metanogénicos los que remueven fundamentalmente la DBO5. Por esto, es crítico controlar la última etapa, para que el proceso biológico anaerobio funcione correctamente TIPOS DE REACTORES Los procesos biológicos anaerobios, según afirma el sitio web guiaambiental.com.ar (s.f.) se dividen en: -

Tradicionales: más antiguas. En estos, 𝑞𝑐 » 𝑞ℎ . Sólo pueden ser usados para el tratamiento anaerobio de los lodos. Los tiempos de tratamiento son de “meses”, debido a que el proceso metanogénico es lento, y a que el tiempo de residencia celular depende del tiempo de residencia hidráulico.

-

Alta carga: relativamente nuevos. Logran

independizar

𝑞𝑐

de

𝑞ℎ

(𝑞𝑐 ¹𝑞ℎ ),

reteniendo

los

microorganismos dentro del reactor (𝑞𝑐 >> 𝑞ℎ ). De esta manera,

se reducen los tiempos de tratamiento, siendo estos del orden de días. Estos procesos biológicos son aplicables al tratamiento de líquidos residuales. Tipos: se diferencian en la forma en que logran el objetivo de independizar 𝑞𝑐 de 𝑞ℎ (menores tiempos de tratamiento):





Película biológica -

Lecho fijo 

Filtro

-

atrapado

y de

 -

fluidizado

Lecho expandido

De fases separadas

UASB (Control de la vel.

(medio soporte) 

contacto

Otros 

Lecho móvil Lecho

De

(Recirculación)

la

biomasa) 

Digestor anaerobio 

anaerobio

(Adhesión

-

Biomasa suspendida

del

flujo

ascencional) 

Hibrido

Filtro anaerobio La biomasa se acumula principalmente por dos mecanismos: adhesión y atrapado. Consiste en un reactor cerrado, para facilitar la condición anaeobia y permitir la colección de gas. Algunas ventajas importantes de los filtros anaerobios sobre los sistemas de biomasa suspendida son: -

Pueden retener una muy alta concentración de biomasa en el reactor.

-

Ofrecen una mayor resistencia a las potenciales condiciones inhibitorias permitiendo un proceso más estable, esto debido a

que la masa bacteriana no está totalmente expuesta a las condiciones existentes en el seno del líquido. Una de las desventajas de los filtros anaerobios, frente a los otros reactores anaerobios de alta carga, es que, al funcionar inundado, existe una

alta probabilidad de que en este tipo de reactores

ocurran taponamientos. Estos pueden producirse principalmente por: la presencia de sólidos o grasas en el líquido afluente, o el excesivo crecimiento de la biomasa.

Se recomienda su uso para el tratamiento de líquidos residuales industriales con bajo contenido de material en suspensión y con compuestos orgánicos difíciles de biodegradas. (ej: farmaceuticos)

Lecho fluidizado Medio soporte (arena o carbón activado) en movimiento dentro del líquido. Se lo mantiene fluidizado por la recirculación del líquido.

Digestor anaerobio de contacto Se independiza 𝑞𝑐 de 𝑞ℎ (menores tiempos de tratamiento), mediante una especie de sedimentador secundario, en el cual se separa la biomasa anaeróbica, que se recircula al reactor biológico.

Reactor UASB La biomasa es retenida como un manto que se mantiene en suspensión, controlando la velocidad del flujo ascendente, para evitar que la biomasa sea arrastrada y escape del reactor, y así, independizar 𝑞𝑐 de 𝑞ℎ (menores tiempos de tratamiento)

Mediante el aumento del área superficial hacia la salida del reactor para reducir la velocidad del flujo ascensional, o limitando la misma, se logra mantener a la biomasa dentro del reactor.

Habitualmente se opta por una combinación de UASB seguido por lodos activados de aireación extendida.

Bibliografía Procesos biológicos anaeróbicos (s.f.). Consultado el Noviembre 11, 2016,

de

http://guiaambiental.com.ar/biblioteca/procesos-biologicos-

anaerobicos/ TRATAMIENTOS TERCIARIOS PRECIPITACIÓN Rodríguez et al. (s.f.) definen que la precipitación consiste en la eliminación de una sustancia disuelta indeseable, por adición de un reactivo que forme un compuesto insoluble con el mismo, facilitando así su eliminación por cualquiera de los métodos descritos en la eliminación de la materia en suspensión. Además algunos autores incluyen en este apartado la coagulación-floculación. Sin embargo, el término precipitación se utiliza más para describir procesos como la formación de sales insolubles, o la transformación química de un ión en otro con mayor o menor estado de oxidación que provoque la formación de un compuesto insoluble. De igual manera consideran que un reactivo de muy frecuente uso en este tipo de operaciones es el Ca2+, dada la gran cantidad de sales insolubles que forma, por ejemplo es el método utilizado para la eliminación de fosfatos (nutriente). Además posee cierta capacidad coagulante, lo que hace su uso masivo en aguas residuales urbanas y muchas industriales de características parecidas. Bibliografía

RODRIGUEZ-ALBA A, LETÓN GARCÍA P. et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales, CEIM Dirección General de Universidades e Investigación, Elecé Industria Gráfica. Madrid. p. 24

PROCESOS ELECTROQUIMICOS Según Rodríguez et al. (s.f.) mencionan que los procesos electrónicos está basado en la utilización de técnicas electroquímicas, haciendo pasar una corriente eléctrica a través del agua (que necesariamente ha de contener un electrolito) y provocando reacciones de oxidación-reducción tanto en el cátodo como en el ánodo. Por tanto se utiliza energía eléctrica como vector de descontaminación ambiental, siendo su coste uno de las principales desventajas de este proceso. Sin embargo como ventajas cabe destacar la versatilidad de los equipos, la ausencia tanto de la utilización de reactivos como de la presencia de fangos y la selectividad, pues controlar el potencial de electrodo permite seleccionar la reacción electroquímica dominante deseada. Además las consecuencias de las reacciones que se producen pueden ser indirectas, como en el caso de la electrocoagulación, electroflotación o electrofloculación, donde los productos formados por electrolisis sustituyen a los reactivos químicos, y supone una alternativa con futuro a la clásica adición de reactivos. Sin embargo, la aplicación que está tomando un auge importante es en el tratamiento de aguas residuales industriales, a través de una oxidación o reducción directa. -

Oxidación en ánodo: En el ánodo se puede producir la oxidación de los compuestos a eliminar, tanto orgánicos como inorgánicos. Esta oxidación se puede producir directamente por una transferencia de electrones en la superficie del ánodo o bien por la generación de un agente oxidante in-situ. En este último caso se evita manipular agentes oxidantes. Entre las aplicaciones de la oxidación directa cabe destacar el tratamiento de cianuros, colorantes, compuestos orgánicos tóxicos (en algunas ocasiones haciéndolos más biodegradables), incluso la oxidación de Cr (III) a Cr (VI),

más tóxico pero que de esta forma puede ser reutilizado. En rango de concentraciones con posibilidades de utilizar este tipo de tratamiento también es muy amplio. -

Reducción en cátodo: La principal aplicación de esta posibilidad es la reducción de metales tóxicos. Se ha utilizado en situaciones, no poco frecuentes, de reducción de metales catiónicos desde varios miles de ppm’s de concentración hasta valores incluso por debajo de la ppm. Hay una primera etapa de deposición del metal sobre la superficie del cátodo que ha de continuarse con la remoción del mismo. Esto se puede hacer por raspado, disolución en otra fase, etc.

El reactor electroquímico utilizado suele ser de tipo filtro-prensa, semejante a las pilas de combustible. Este sistema permite un crecimiento modular del área. Básicamente cada módulo se compone de un elemento catódico de bajo sobre voltaje a hidrógeno (Pt, Au, Acero Inoxidable, Ni,..) y un elemento anódico que utiliza como base óxidos de metales nobles. Bibliografía RODRIGUEZ-ALBA A, LETÓN GARCÍA P. et al. (s.f.), Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales, CEIM Dirección General de Universidades e Investigación, Elecé Industria Gráfica. Madrid. p. 24 - 25

INTERCAMBIO IONICO El intercambio iónico18 es un proceso en que los iones que se mantienen unidos a grupos funcionales sobre la superficie de un sólido por fuerzas electrostáticas se intercambian por iones de una especie diferente en disolución. Este procedimiento ha llegado a ser notablemente importante en el campo del tratamiento de las aguas residuales. Ya que la desmineralización completa puede alcanzarse mediante intercambio iónico, es posible utilizar procesos de tratamiento de corriente partida, en los que parte del agua residual afluente se desmineraliza y se combina después con parte del afluente que ha sido desviado

18

(Ramalho. 1996.p .606)

del tratamiento para producir un efluente de calidad especifica (por ejemplo, de una determinada dureza). ADSORCIÓN El proceso de adsorción consiste, en términos generales, en la captación de sustancias solubles presentes en la interfase de una solución. Esta interfase puede

hallarse entre un líquido y un gas, un sólido, o entre dos líquidos

diferentes. A pesar de que la adsorción también tiene lugar en la interfase aireliquido en el proceso de flotación en esta sección solo se considerará la absorción en la interfase entre líquido y sólido, según lo definido por (Melcalf y Eddy. s.f.) Según Ramalho (s.f.) define que la adsorción es la concentración de un soluto en la superficie de un sólido. Este fenómeno tiene lugar cuando se coloca dicha superficie en contacto con una solución. Una capa de moléculas de soluto se acumula en la superficie del sólido debido al desequilibrio de las fuerzas superficiales. (p.586) Bibliografía Melcalf y Eddy (s.f.) Ingeniería de aguas residuales tratamiento, vertido y reutilización. 3ra edición.

DESTILACIÓN Según Arana (2004). La destilación es una operación unitaria en la que los componentes de la solución liquida son separados mediante vaporización y condensación del líquido. Bibliografía ARANA VELÁSQUEZ, E. (2004). Utilización de aguas residuales tratadas como alternativa de riego de parques y jardines en el distrito de Jesús María. UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS.

FRACCIONAMIENTO DE ESPUMAS

El fraccionamiento de espumas significa la separación de la materia coloidal y suspendida por flotación y de la materia orgánica disuelta por absorción. Cuando se burbujea aire en el agua residual se produce espuma o bien esta es inducida por productos químicos. Casi todos los compuestos orgánicos tienen actividad de superficie, estos tienden a concentrarse en la interfaces gas-líquido y se eliminan junto con la espuma. Según Arana (2004). El fraccionamiento de espumas significa la separación de la materia coloidal y suspendida por flotación y de la materia orgánica disuelta por adsorción. Cuando se burbujea aire en el agua residual se produce espuma o bien esta es inducida por productos químicos. Casi todos los compuestos orgánicos tienen actividad de superficie estos tienden a concentrarse en la interfaces gas-líquido y se eliminan junto con la espuma.

Bibliografía: ARANA VELÁSQUEZ, E. (2004). Utilización de aguas residuales tratadas como alternativa de riego de parques y jardines en el distrito de Jesús María. UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS. Contaminación del agua utilizada en operaciones (s.f.). Consultado el octubre 11,

2016,

de

http://hysiunidad4.weebly.com/contaminacioacuten-del-agua-

utilizada-en-operaciones.html

CONGELACIÓN La congelación es una operación de separación similar a la destilación. El agua es rociada en una cámara que funciona al vacío. Parte del agua residual se evapora y el efecto refrigerante produce cristales de hielo sin contaminantes en el líquido que queda. Seguidamente se extrae el hielo y se funde por calor de la condensación de los vapores de la fase de evaporización. En este procedimiento se ha utilizado Butano y otros refrigerantes. Bibliografía:

Contaminación del agua utilizada en operaciones (s.f.). Consultado el octubre 11,

2016,

de

http://hysiunidad4.weebly.com/contaminacioacuten-del-agua-

utilizada-en-operaciones.html

CICLO HIDROLOGICO El articulo web de “el agua en movimiento (El ciclo hidrológico)”, 2016 expone que el ciclo hidrológico comprende los procesos que sigue el agua en su viaje entre la atmósfera y la superficie terrestre. Estos procesos son los siguientes: -

Los que envían agua a la atmósfera: EVAPORACIÓN Es el proceso en el que el agua pasa de estado líquido a gaseoso gracias al calor del Sol (algo así como lo que sucede cuando se pone una olla con agua al fuego y ésta empieza a hervir). El agua en forma gaseosa (vapor de agua) forma parte de la atmósfera y es invisible (el humo que ves cuando hierve el agua ya no es vapor sino minúsculas gotitas de cuando el vapor se ha condensado). Éste proceso se produce en los mares, lagos, ríos, etc.

TRANSPIRACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN La vegetación absorbe agua del suelo a través de las raíces. Ésta se traslada hasta las hojas donde se realiza la fotosíntesis. Este proceso implica la pérdida de agua por las hojas en forma de vapor que sería la transpiración. En las plantas la evapotranspiración es la suma de la transpiración y la evaporación.

-

Los que tienen lugar en la atmósfera: CONDENSACIÓN Es el proceso por el que el agua pasa de su estado gaseoso (vapor de agua) a estado líquido. En la atmósfera, cuando el vapor de agua de la atmósfera asciende, éste se enfría y pasa de estado gaseoso a estado líquido dando lugar a las nubes. Las nubes son grupos de minúsculas

gotitas de agua o cristales de hielo que, a causa de su pequeño tamaño (0,01 mm), se sostienen y flotan en el aire. A veces el aire puede ascender dentro de la nube a gran velocidad (más de 10 m/s), arrastrar las gotitas y los cristales y llegar a formar nubes muy grandes. También puedes observar este fenómeno cuando te sirves una bebida fresca en un vaso y se crea una fina capa húmeda en éste, esta capa es el vapor de agua de la atmósfera que se ha condensado sobre la superficie del vaso al ser ésta más fría que el aire del entorno.

PRECIPITACIÓN Las gotitas de agua o cristales de hielo suspendidos en las nubes (en ellas podemos encontrar un gran número de gotitas, hasta 1000 por cm3) pueden unirse entre sí hasta adquirir suficiente peso para que se produzca su caída. Según las temperaturas en el interior de la nube y a nivel del suelo, la precipitación será de agua o nieve. Los Cumulonimbus (gruesas nubes que se extienden desde la parte baja de la troposfera hasta alturas de 8000 metros o más) pueden también producir granizo.

-

Los que tienen lugar en la superficie: ESCORRENTÍA E INFILTRACIÓN El agua al caer al suelo se desplaza por la fuerza de la gravedad hacia las cotas más bajas. Este proceso puede darse directamente sobre el suelo escorrentía, en los cursos fluviales (ríos) o bajo tierra infiltración, en cursos subterráneos y acuíferos.

Grafico 00 CICLO HIDROLOGICO DEL AGUA

Evaporación (1); Transpiración (5); Evapotranspiración (3); Condensación (2); Precipitación (4); Escorrentía (6); Infiltración (7)

Fuente: http://www.floodup.ub.edu/hidro/ BIBLIOGRAFIA Agua en movimiento (Ciclo hidrológico) (s.f.). Consultado el octubre 12, 2016, de http://www.floodup.ub.edu/hidro/

AGUA SUBTERRANEA Las aguas subterráneas19, son las que se encuentran en el subsuelo por filtración y son el resultado del ciclo hidrológico, por ejemplo, los mantos freáticos. Pero el agua proveniente de fuentes de abastecimiento, ya sea subterránea o superficial, debe ser tratada de cualquier manera, en virtud de que contiene concentraciones de contaminantes que pueden causar daños en la salud de la población en general. DISTRIBUCIÓN VERTICAL DEL AGUA SUBTERRANEA

19

(Arellano. 2002. p. 31)

Normalmente se presentan dos zonas con caracteres hidráulicos diferentes, integradas por varias franjas o fajas en la distribución vertical del agua subterránea. Auge (2008) nos describe que la zona subsaturada posee gran trascendencia hidrogeológica, no sólo en el aspecto dinámico sino también geoquímico, pues es en ella, particularmente en su franja más superficial (faja edáfica), donde se produce la mayor incorporación de las sales solubles que caracterizan al agua subterránea de ciclo. Además, la zona subsaturada o de aireación, o no saturada, es un efectivo filtro natural frente a los contaminantes, en su recorrido descendente hacia la zona saturada, o del agua subterránea propiamente dicha. (p.8)

Grafico 00 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL SUBSUELO

Fuente: Hidrología ambiental de Dr. Miguel Auge ZONA SATURADA

Auge (2008) define que En la zona saturada sólo se presentan los estados líquido (agua) y sólido (sedimentos). El agua contenida en la zona de saturación es de dos tipos. Una prácticamente inmóvil, está adherida a la superficie de los clastos con una fuerza superior a la de la gravedad, generalmente denominada pelicular. La otra, que se dispone recubriendo a la pelicular, es móvil bajo la acción gravitatoria, por lo que se llama agua gravitacional y dado que es la que se extrae en las obras de captación,

resulta la más peligrosa como medio de transporte de eventuales contaminantes. (p.13-14) Bibliografía Auge. M. (2008).Hidrología ambiental. Universidad de buenos aires. Argentina. ACUIFEROS El manual de agua subterránea (2012), describe que se denomina acuífero a toda formación geológica capaz de almacenar y transmitir el agua subterránea a través de ella, pudiendo extraerse en cantidades significativas mediante obras de captación (ej. pozos). No todas las formaciones geológicas tienen la capacidad de almacenar y transmitir agua, encontrándose formaciones que pudiendo contener agua no la transmiten en condiciones naturales y por lo tanto no es posible extraerla, son los llamados acuícludos (ej. arcillas), otras formaciones no son capaces de almacenar ni transmitir el agua

subterránea, son

impermeables y a éstas se las llama acuífugos (ej. Granitos, gneiss) y por último encontramos los acuitardos (ej. limos, limos arenosos), que son formaciones semipermeables, que transmiten el agua muy lentamente y que resulta muy difícil su extracción mediante obras de captación, pero que son importantes para la recarga de acuíferos subyacentes, debido a la posible filtración vertical o drenaje. TIPOS DE ACUIFERO Los acuíferos se clasifican, en función de su estructura y el tipo de porosidad derivada de los materiales que conforman el acuífero, según definido en el manual de agua subterránea (2012): I.

EN FUNCIÓN DE SU ESTRUCTURA, TENEMOS: a. Acuíferos libres, no confinados o freáticos: Son acuíferos cuyo piso es impermeable y su techo está a presión atmosférica. La recarga de este tipo de acuífero es directa y se realiza por infiltración del agua de lluvia a través de la zona no saturada o por infiltración de ríos o lagos. Son los más afectados en caso de

sequía, ya que el nivel freático oscila con los cambios climáticos. Pozos muy someros se ven afectados (se secan), cuando el nivel freático desciende hasta por debajo de la profundidad total del pozo. b. Acuíferos confinados, cautivos o a presión: Limitados en su parte superior por una formación de baja a muy baja permeabilidad. La presión hidrostática a nivel del techo del acuífero es superior a la atmosférica y la recarga es lateral. Cuando se realiza un pozo en éste tipo de acuíferos, el agua contenida en ellos asciende rápidamente por su interior. Si el agua alcanza la superficie, al pozo se le llama surgente. Superficie potenciométrica se le denomina al nivel de agua virtual que se genera cuando se integran todos los niveles hidráulicos observados en los pozos del acuífero confinado. c. Acuíferos semiconfinados o semicautivos: Son mucho más frecuentes en la naturaleza que los cautivos. En estos, el techo, el piso o ambos, están formados por capas de baja permeabilidad que si bien dificultan no impiden la circulación vertical del agua. Para que ello suceda, además de la permeabilidad deben existir diferencias de carga o potencial hidráulico entre el acuífero semiconfinado

y otro

superior

o

inferior.

Los

acuíferos

semiconfinados se recargan y descargan a través de las unidades de baja permeabilidad, denominadas semiconfinantes, filtrantes o acuitardos.

II.

EN FUNCIÓN DEL TIPO DE POROSIDAD SE CLASIFICAN: a. Acuíferos de porosidad primaria o poroso: Constituidos por formaciones geológicas sedimentarias. Los materiales suelen ser gravas y principalmente arenas, que varían su composición y tamaño en función de su origen geológico (fluvial, eólico, lacustre, glacial, etc). Estos materiales pueden estar sueltos o no consolidados (generalmente son formaciones recientes, de edad cuaternaria) o consolidados

b. Acuíferos de porosidad secundaria o fisurado: Formados por rocas “duras” de origen ígneo o metamórfico. La porosidad en estos acuíferos viene dada por la presencia de zonas de alteración, fracturas, fallas o diaclasas, única forma que tiene el agua de almacenarse y de circular. Hay que tener en cuenta que para que el agua pueda circular, estas fracturas tienen que estar abiertas y comunicadas c. Acuíferos kársticos por disolución: Compuestos por rocas de origen carbonático (calizas, margas, dolomías), donde la porosidad (huecos y cavernas) se desarrollan en forma secundaria por disolución del carbonato. El agua en estos acuíferos circula por entre los huecos con una velocidad mayor que en los acuíferos porosos o fracturados.

Bibliografía Collazo. M.P. y Montaño. J. (2012). Manual de agua subterránea. Denad Internacional S.A. Montevideo. Uruguay. 978-9974-594-09-8 PROPIEDADES FISICAS Collazo. M.P. y Montaño. J. (2012), define las características físicas del agua subterránea en: Temperatura: poco variable y responde a la media anual de las temperaturas atmosféricas del lugar. En profundidad depende del gradiente geotérmico, que aumenta 1º cada 30m de profundidad. Conductividad eléctrica: Es la medida de la facilidad de un agua para conducir la corriente eléctrica y su valor aumenta con el tenor de sales disueltas en forma de iones. En aguas subterráneas los valores de conductividad son del orden de 10−6 mhos/cm, o micromho/cm (mhos/cm a 25ºC). Este parámetro aumenta con la temperatura. Color: Es el resultado de las sustancias disueltas en agua, principalmente provenientes de la disolución de la materia orgánica.

Olor y sabor: Están íntimamente relacionados entre sí y frecuentemente lo que se llama “gusto” es realmente percibido como olor. Son parámetros subjetivos, pero en general se puede decir que aguas con más de 300 mg/l de cloruros tienen sabor salado, con más de 400 mg/l de SO−2 4 tienen sabor salado y amargo, etc. Turbidez: es la dificultad del agua para transmitir la luz y se debe a la presencia de sólidos en suspensión (limos, arcillas, materia orgánica, etc) que dificultan el pasaje de la luz. PROPIEDADES QUIMICAS Según Collazo. M.P. y Montaño. J. (2012), conceptualiza las características (Propiedades) químicas del agua subterránea:

pH: es la medida de la concentración de hidrogeniones del agua o de la solución, estando controlado por las reacciones químicas y por el equilibrio entre los iones presentes. En agua subterránea varía entre 6,5 y 8,5. Demanda química de oxígeno (DQO): mide la capacidad de un agua de consumir oxígeno durante procesos químicos. Los valores comunes en las aguas subterráneas se sitúan de 1 a 5 mg/l de O2 . Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): es la medida de la cantidad de oxígeno necesario para consumir la materia orgánica contenida en el agua mediante procesos biológicos aeróbicos. Es una medida importante de la contaminación del agua y debe referirse a un cierto tiempo (24 horas, 5 días, etc). Valores superiores a 1 ppm de O2 indican contaminación.

SUELO Según Terzaghi y Peck (1967) definieron como suelo a todo agregado natural de partículas minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad. El suelo puede definirse, de acuerdo con el glosario de la Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo (1984) citado por la GEO México (2004), como el

material mineral no consolidado en la superficie de la tierra, que ha estado sometido a la influencia de factores genéticos y ambientales (material parental, clima, macro y microorganismos y topografía), actuando durante un determinado periodo.

BIBLIOGRAFÍA Terzaghi, K.y Peck, R, B. (1967). Soil Mechanics in Engineering Practice, 2a. ed., Nueva York, John Wiley and Sons. GEO (2004). Perspectivas del medio ambiente en México. p.120 Arrellano. J. (2002). Introducción a la ingeniería ambiental. Alfaomega. México. p.31 TIPOS DE SUELO Según el sistema Taxonómico Norteamericano (1999) citado por Jamarillo (2002), nos brinda una idea clara de los tipos de suelo mostrando, las características más frecuentes que poseen, indicando además, la manera de identificarlos en el nombre dado al suelo. Los órdenes son: GELISOLES: Son suelos que presentan condiciones de congelamiento durante periodos largos de tiempo y que tienen o no hielo. Presentan alta variabilidad en sus propiedades. HISTOSOLES: Son suelos típicamente orgánicos, aunque pueden tener algunos horizontes delgados de materiales minerales. ESPODOSOLES: Suelos que presentan un horizonte oscuro de acumulación de materia orgánica y aluminio, con o sin hierro, ubicado por debajo de un horizonte más claro que ha aportado aquellos materiales. ANDISOLES: Suelos con alta fijación de fosfatos y baja densidad, derivados de materiales volcánicos; normalmente son ácidos. OXISOLES: Suelos muy evolucionados, típicos de ambientes tropicales. Casi no tienen minerales diferentes al cuarzo en su fracción gruesa y en la fracción arcilla predominan los óxidos de Fe y de Al

VERTISOLES: Son suelos arcillosos que se agrietan fuertemente cuando se secan. Su reacción se encuentra entre ligeramente ácida a fuertemente alcalina. ARIDISOLES: Son suelos que se presentan en climas muy secos. ULTISOLES: Suelos muy evolucionados que presentan un horizonte que ha acumulado arcilla que se ha movilizado desde las partes más superficiales del suelo. Las arcillas acumuladas son de baja calidad por lo que el suelo es ácido y poco fértil. MOLLISOLES: Son suelos que presentan adecuadas propiedades físicoquímicas en la zona de raíces. Se identifican por la presencia de la terminación OLL en su nombre. ALFISOLES: En estos suelos también se ha formado un horizonte de acumulación de arcilla que se ha movido desde la parte superior del suelo pero, a diferencia del Ultisol, en este orden las arcillas acumuladas son de mejor calidad por lo que se presenta una saturación de bases alta. INCEPTISOLES: Son suelos que no cumplen los requisitos para ubicarse en alguno de los órdenes anteriores pero que presentan evidencias de evolución incipiente que los ha llevado a desarrollar varios horizontes con estructura de suelo. ENTISOLES: Son los suelos que presentan menor grado de evolución. Por lo general sólo se observa organización de suelo en la parte superior del mismo, por efecto de la materia orgánica y de la actividad biológica presentes en ella. Este orden, junto con el de los Inceptisoles, presenta la mayor variabilidad en sus propiedades. Bibliografía Jaramillo. D. F. (2002). Introducción a la ciencia del suelo. Universidad Nacional de Colombia. Medellin. (p. 28-29)

COMPOSICIÓN

Díaz afirma (2014), que “El suelo se compone de partículas sólidas, líquido y gas: 

Las partículas sólidas pueden estar formadas por uno o más minerales, y su tamaño puede variar desde grandes fragmentos de rocas hasta partículas coloidales (partículas con tamaño menor a 1 µm).



La fase líquida de los suelos está construida por agua con una gran variedad de electrolitos disueltos.



La fase gaseosa es usualmente aire, aunque puede contener gases orgánicos.”(p.112)

Bibliografía Diaz. J. A. (2014). Mecánica de suelo: Naturaleza y propiedades. Trillas. México. p.112. SOLIDO Según López (s.f.) define y describe que la fase sólida constituye el esqueleto o matriz del suelo. La disposición de las partículas del esqueleto permite la existencia de una cantidad variable de poros. Como promedio, un suelo cultivado contiene, aproximadamente un 45% de materia mineral, un 5% de materia orgánica, un 15-35% de agua y el resto, de aire. La fase sólida del suelo proviene de la descomposición de las rocas y de los residuos vegetales, y es relativamente estable en cuanto a su composición y organización. Dicha estabilidad suele servir para la caracterización de un suelo. La disposición y acomodación de las partículas de la fase sólida del suelo determina una serie de características físicas del suelo, como: 

Estructura



Porosidad



Permeabilidad



Densidad.

La fase sólida del suelo es la fuente de la mayoría de los nutrientes vegetales; es el almacén de agua requerida por las plantas y determina la eficiencia con que el suelo desempeña las funciones que permiten el desarrollo de las plantas. Bibliografía López. A. J. (s.f.). Manual de edafología. Universidad de Sevilla. España. p. 16-17

LIQUIDO La fase líquida20 del suelo está constituida por el agua y las soluciones del suelo. El agua procede de la atmósfera (lluvia, nieve, granizo, humedad atmosférica). Otras fuentes son infiltraciones laterales, capas freáticas etc. Las soluciones del suelo proceden de la alteración de los minerales y de la materia orgánica. El agua ejerce importantes acciones, tanto para la formación del suelo (interviene decisivamente en la meteorización física y química, y translocación de sustancias) como desde el punto de la fertilidad. Su importancia es tal que la popular sentencia "Donde no hay agua, no hay vida" podemos adaptarla en nuestro caso y decir que "Donde no hay agua, no hay suelos". La fase líquida circula a través del espacio poroso, queda retenida en los huecos del suelo y está en constante competencia con la fase

gaseosa.

Los

cambios

climáticos

estacionales,

y

concretamente las precipitaciones atmosféricas, hacen variar los porcentajes de cada fase en cada momento. GASES

20

(Introducción a ala edafología. 2016)

Se sitúa en los poros del suelo, en ellos las fases líquida y gaseosa están en mutua competencia, variando sus contenidos a lo largo del año. Un suelo en capacidad máxima no contendrá fase gaseosa mientras que otro en punto de marchitamiento presentará valores muy altos. En condiciones ideales la fase atmosférica representa un 25%, otro 25% para el agua y un 50% para la fase sólida. Se admite que un porcentaje de aire del 10% es insuficiente. El aire del suelo muestra variaciones locales principalmente en los contenidos de O2 y CO2 . En el suelo hay menos O2 que en el aire y más CO2. Esto se explica por todos los procesos que tienen lugar en el suelo y que implican el consumo de O2 y el desprendimiento de CO2 , es decir aquellas reacciones en las que estén implicados todos los organismos del suelo: respiración de las plantas, actividad de microorganismos, procesos de mineralización y procesos de oxidación. (Introducción a ala edafología. 2016) Bibliografía Introducción a la Edafología (s.f.). Dorronsoro. C. Universidad de granada. Consultado

el

octubre

14,

2016,

de http://www.miliarium.com/Proyectos/SuelosContaminados/Manuales/Caracte risticassuelos.asp PARAMETROS ORGANICOS E INORGATICOS Los parámetros orgánicos e inorgánicos según las definiciones del DECRETO SUPREMO N° 002-2013-MINAM de los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Suelo, menciona que cualquier elemento o sustancia química del suelo define su calidad, mediante lo referente al siguiente cuadro: CUABRO N° 00 Usos de suelo N°

Parámetros

I.

Orgánicos

1

Benceno (mg/kg MS)

Suelo agrícola

Suelo Residencial/ parque

Suelo comercial/ industrial/ extractivo

0,03

0,03

0,03

Método de ensayo

EPA 8260-B EPA 8021-B

2

Tolueno (mg/kg MS)

0,37

0,37

0,37

3

Etilbenceno (mg/kg MS)

0,082

0,082

0,082

4

Xileno (mg/kg MS)

11

11

11

5

0,1

0,6

22

200

200

500

EPA 8015-B

1 200

1 200

5 000

EPA 8015-M

3 000

3 000

6 000

EPA 8015-D

0,1

0,7

0,7

EPA 8270-D

0,5

1,3

33

EPA 8270-D

11 12 13 14

Naftaleno (mg/kg MS) Fracción de hidrocarburos F1 (C5-C10) (mg/kg MS) Fracción de hidrocarburos F2 (C10-C28) (mg/kg MS) Fracción de hidrocarburos F3 (C28-C40) (mg/kg MS) Benzo(a) pireno (mg/kg MS) Bifenilos policlorados PCB (mg/kg MS) Aldrin (mg/kg MS) (1) Endrín (mg/kg MS) (1) DDT (mg/kg MS) (1) Heptacloro (mg/kg MS) (1)

EPA 8260-B EPA 8021-B EPA 8260-B EPA 8021-B EPA 8260-B EPA 8021-B EPA 8260-B

2 0,01 0,7 0,01

4 0,01 0,7 0,01

10 0,01 12 0,01

EPA 8270-D EPA 8270-D EPA 8270-D EPA 8270-D

II.

Inorgánicos

6 7

8 9 10

15

Cianuro libre (mg/kg MS)

0,9

0,9

8

16

Arsénico total (mg/kg MS) (2)

50

50

140

17

Bario total (mg/kg MS) (2)

750

500

2 000

1,4

10

22

0,4

0,4

1,4

EPA 9013A/APHAAWW AWEF-4500 CN F EPA 3050-B EPA 3051 EPA 3050-B EPA 3051 EPA 3050-B EPA 3051 DIN 19734

6,6

6,6

24

EPA 7471-B

70

140

1 200

EPA 3050-B EPA 3051

18 19 20 21

Cádmio total (mg/kg MS) (2) Cromo VI (mg/kg MS) Mercurio total (mg/kg MS) (2) Plomo total (mg/kg MS) (2)

EPA: Environmental Protection Agency (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) DIN: German Institute for Standardization MS: materia seca a 105 C°, excepto para compuestos orgánicos y mercurio no debe exceder 40 °C, para cianuro libre se debe realizar el secado de muestra fresca en una estufa a menos de 10 °C por 4 días. Luego de secada la muestra debe ser tamizada con malla de 2 mm. Para el análisis se emplea la muestra tamizada < 2mm.

CONTAMINACION DE AGUA SUBTERRANEA Las aguas subterráneas se emplean con diversos fines, en especial consumo humano, en áreas rurales, y usos agrícolas. La calidad de las aguas subterráneas ha sido objeto de numerosos debates. La evaluación de la contaminación de las aguas subterráneas es difícil de realizar a menos que se identifiquen las fuentes, la Office of Technology Assessment ha identificado 33 fuentes principales de contaminación de estas aguas, que pueden agruparse en

seis categorías, considerando la naturaleza de la actividad contaminante. Referido en un informe final sobre contaminación de suelos por compuestos orgánicos según, (Galán, Gómez, Bellinfante, y Aparicio, 2003) TABLA N° 00 Fuentes principales de contaminación de estas aguas Categoría

Fuentes

I

Descarga intencionada

Fosas sépticas y pozos negros Aplicación a suelos (lodos, residuos acuáticos)

II

Zonas delimitadas

Escombreras Áreas de residuos Zonas de enterramiento de animales Tanques subterráneos Contenedores

III

Transporte

Oleoductos y conducciones Trenes y camiones

IV

V

VI

Descarga de actividades planificadas Flujos inducidos

Natural

Descripción

Aplicaciones de plaguicidas Operaciones de alimentación del ganado Descargas urbanas Contaminantes atmosféricos Pozos de producción (petróleo y gas) Construcciones y excavaciones Interacciones aguas superficiales aguas subterráneas Humedales Depósitos subterráneos (carbón, petróleo, gas)

Fuentes de compuestos orgánicos con potencial contaminante para suelos y aguas subterráneas (Office of Technology Assessment, 1984)

BIBLIOGRAFIA Ley general del ambiente N° 28611, Lima, Perú, 15 de octubre de 2005.

CONTAMINACIÓN EN SUELOS

La contaminación del suelo21 es la introducción de sustancias extrañas a la superficie terrestre. Estos elementos perjudican de forma grave la salud de las personas, de animales y plantas. Muchas veces este tipo de contaminación entra en contacto con el agua potable de estos sitios agravando la situación. Sobre el suelo realizamos actividades para el crecimiento y mantenimiento de muchas familias como la agricultura, la industria o la construcción de ciudades. El hecho que se altere la calidad de la tierra y como consecuencia se produzca una grave crisis alimentaria, repercute en la forma de vida y en el futuro de las generaciones venideras, porque ellas no tendrán un lugar donde plantar sus alimentos ni construir una casa donde vivir.

Causas de la contaminación terrestre 

Ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo: es un método seguro de almacenar

líquidos inflamables o combustibles pero pueden

romperse a causa de la excesiva carga de tierra a su alrededor o tapando la entrada de desechos o por las vibraciones del tráfico. 

Excesivo uso de

pesticidas en plantaciones como los insecticidas,

herbicidas y fertilizantes. 

Arrojar basura en lugares no destinados para ese uso: plásticos, vidrios o papel que tardan cientos de años en descomponerse.



Los desechos tóxicos que liberan las industrias sin un control por parte de las organizaciones encargadas de vigilar esta actividad.



Filtrados en rellenos sanitarios: estos espacios pequeños destinados a la acumulación de basura y donde la misma es cubierta por capas de tierra y se compacta de tal manera que no es perjudicial para la salud, puede sufrir algún tipo de filtración o rotura en sus capas.



Derrame de relaves mineros: estos desechos que produce la actividad minera y que se depositan en tanques cerca de la explotación pueden romperse y contaminar el agua y el suelo de esa región.

21

( Contaminación del suelo,2016)



Monocultivo: el hecho de plantar una solo especie en unas tierras sin descanso ni abono deteriora el suelo, empobrece de nutrientes, provocando erosión, esterilidad y desertificación.

La alteración de los suelos trae como consecuencia la pérdida de calidad del terreno y su desvalorización ante posible venta del mismo. También deteriora el paisaje ya que las sustancias tóxicas vertidas matan o extinguen a especies animales y vegetales autóctonos de la región sin la posibilidad de recuperarlos en un futuro. La contaminación del suelo perjudica las actividades económicas de los pueblos o comunidades afectados porque la presencia de contaminantes provoca la disminución del valor de esas tierras y su inutilización para otras tareas Bibliografía Contaminación

del

suelo

(s.f.).

Consultado

el

octubre

14,

2016,

de https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion/contaminaciondel-suelo

INSTRUMENTOS DE GESTIÓN AMBIENTAL PARA LA MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN AGUA Según Rodríguez & Espinoza (2002). Los instrumentos de política ofrecen un conjunto de opciones para responder a los problemas ambientales. Se puede considerar que los instrumentos son neutros y que, en últimas, los propósitos específicos perseguidos les otorgan su razón de ser. Además la decisión sobre cuáles instrumentos o combinación de ellos pueden usarse para alcanzar los fines propuestos en las políticas nos conduce al tema de los planes. Un plan es la combinación de uno o más instrumentos, así como de otras actividades que pueden incluir obras físicas de conservación, prevención o restauración. Es decir, se definen aquí los instrumentos de política, como un medio para atacar y los planes como su combinación en diversas dosis, con el propósito de alcanzar los objetivos perseguidos por las políticas. Propósitos perseguidos al poner en marcha los instrumentos de gestión

Fijación de condiciones ambientales, donde se incluyen: a) normas de calidad ambiental, tanto primarias, que se relacionan con la salud de la población humana, como secundarias, destinadas a proteger el medio ambiente o la naturaleza; y b) normas de emisión al aire y agua y de residuos sólidos. Impulso de procesos de prevención, a través de sistemas de evaluación de impacto ambiental, donde una amplia gama de proyectos de inversión y/o actividades son revisados ambientalmente antes de su aprobación y puesta en marcha. Concientización de los ciudadanos mediante una educación dirigida a internalizar los valores y desarrollar las habilidades y conductas en los ciudadanos, conducentes a que adquieran una adecuada percepción y entendimiento de los problemas ambientales y a participar eficientemente en los procesos conducentes a su prevención y solución. Cambio del comportamiento de los actores económicos mediante la aplicación de instrumentos económicos, que consideran el costo ambiental implícito en la producción o el uso de ciertos bienes o servicios ambientales. Mejoramiento de los procesos de formulación de las políticas ambientales, su puesta en marcha y evaluación a partir de la producción y suministro de información oportuna y confiable sobre el medio ambiente y los impactos que sobre él tienen las actividades económicas y los planes y programas para prevenirlos y mitigarlos. La información debe servir tanto a los responsables de la política pública como base para sus decisiones, como a la ciudadanía para participar en los procesos de decisiones que afectan la calidad del medio ambiente. (Rodriguez & Espinoza. 2002. P 177) Bibliografía Rodríguez Becerra. M & Espinoza G. (2002), Gestión ambiental en América Latina y el Caribe Evolución, tendencias y principales prácticas, Editor David Wilk ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL (ECAS) Y LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Según el artículo “Qué son los estándares de calidad ambiental y los límites máximos permisibles” (2016), Los estándares de calidad ambiental (ECA) son

indicadores de calidad ambiental, que miden la concentración de elementos, sustancias u otros en el aire, agua o suelo. Su finalidad es fijar metas que representan el nivel a partir del cual se puede afectar significativamente el ambiente y la salud humana. No son de exigencia legal sino son usados para el establecimiento de políticas ambientales públicas. En la medida en que son estándares generales, se deben aplicar a la sociedad en su conjunto. Es decir, no miden las emisiones de alguien en particular sino que buscan establecer un nivel aceptable de calidad para las emisiones realizadas por todos nosotros. La medición se realiza directamente en el aire, agua o suelo (conocidos como cuerpos receptores), dependiendo del caso. Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para Agua son de cumplimiento obligatorio en la determinación de los usos de los cuerpos de agua, atendiendo a sus condiciones naturales o niveles de fondo22. BIBLIOGRAFIA Qué son los estándares de calidad ambiental y los límites máximos permisibles (s.f.). Consultado el octubre 10, 2016, de http://www.esan.edu.pe/apuntesempresariales/2016/04/que-son-los-estandares-de-calidad-ambiental-y-loslimites-maximos-permisibles/

Según el artículo “APROBACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL DEL AGUA” (s.f.) basado en el Decreto Supremo N° 0232009-MINAM. Menciona que los ECA para agua son referentes obligatorios: En el diseño de las normas legales y las políticas públicas; en el diseño y la aplicación de los instrumentos de gestión ambiental, y para el otorgamiento de las autorizaciones de vertimientos. Posteriormente, el MINAM ha dictado las normas para la implementación de los ECA para agua, señalando que se deberán tener en consideración las siguientes precisiones sobre sus categorías:

22

Autoridad Nacional del Agua (ANA). Política y Estrategia Nacional de Recursos Hídricos del Perú. Lima: ANA; 2009.

a) Categoría 1. Poblacional y recreacional

i. Subcategoría A. Aguas superficiales destinadas a la producción de agua potable: 

A1. Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección. Entiéndase como aquellas destinadas al abastecimiento de agua para consumo humano con desinfección, de conformidad con la normativa vigente.



A2. Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional. Entiéndase como aquellas destinadas al abastecimiento de agua para consumo humano con tratamiento convencional, que puede estar conformado para los siguientes procesos: decantación, coagulación, floculación, sedimentación, y/o filtración, o métodos equivalentes; además de la desinfección de conformidad con lo señalado en la normativa vigente.



A3. Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzado.

Entiéndase como aquellas destinadas al abastecimiento de agua para consumo humano que incluya tratamiento físico y químico avanzado, como precloración, microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, carbón activado, ósmosis inversa o método equivalente; que sea establecido por el sector competente. ii. Subcategoría B. Aguas superficiales destinadas para recreación: 

B1. Contacto primario: aguas superficiales destinadas al uso recreativo de contacto primario por la autoridad de salud; incluyen actividades como natación, esquí acuático, buceo libre, surf, canotaje, navegación en tabla a vela, mota acuática, pesca submarina o similares.



B2. Contacto secundario: aguas superficiales destinadas al uso recreativo de contacto secundario por la autoridad de salud, como deportes acuáticos con botes, lanchas o similares.

b)

Categoría 2. Actividades marino-costeras

i. Subcategoría C1. Extracción y cultivo de moluscos bivalvos: Entiéndase a las aguas donde se extraen o cultivan los moluscos bivalvos, definiéndose por moluscos bivalvos a los lamelibranquios que se alimentan por filtración, tales como ostras, almejas, choros, navajas, machas, conchas de abanico, palabritas, mejillones y similares; se incluyen a los gasterópodos (ej. caracol, lapa), equinodermos (estrella de mar) y tunicados. ii. Subcategoría C2. Extracción y cultivo de otras especies hidrobiológicas: Entiéndase a las aguas destinadas a la extracción o cultivo de otras especies hidrobiológicas para el consumo humano directo e indirecto; comprende a los peces y las algas comestibles.

iii. Subcategoría C3. Otras actividades: Entiéndase a las aguas destinadas para actividades diferentes a las precisadas en las subcategorías C1 y C2, tales como tránsito comercial marítimo, infraestructura marina portuaria y de actividades industriales.

c) Categoría 3. Riego de vegetales y bebida de animales i. Vegetales de tallo bajo: Entiéndase como aguas utilizadas para el riego de plantas, frecuentemente de porte herbáceo y de poca longitud de tallo, que usualmente tienen un sistema radicular difuso o fibroso y poco profundo. Ejemplos: ajo, lechuga, fresa, col, repollo, apio, arvejas y similares. ii. Vegetales de tallo alto: Entiéndase como aguas utilizadas para el riego de plantas, de porte arbustivo o arbóreo, que tienen una mayor longitud de tallo. Ejemplos: árboles forestales y árboles frutales, entre otros. iii. Bebida de animales: Entiéndase como aguas utilizadas para bebida de animales mayores como ganado vacuno, ovino, porcino, equino o camélido, y para animales menores, como ganado caprino, cuyes, aves y conejos.

d) Categoría 4. Conservación del ambiente acuático Está referida a aquellos cuerpos de agua superficiales, cuyas características requieren ser preservadas por formar parte de ecosistemas frágiles o áreas naturales protegidas y sus zonas de amortiguamiento. i. Lagunas y lagos: Comprenden todas las aguas que no presentan corriente continua; corresponde a aguas en estado léntico, incluidos los humedales. ii. Ríos: Incluyen todas las aguas que se mueven continuamente en una misma dirección. Existe por consiguiente un movimiento definido y de avance irreversible; corresponde a aguas en estado lótico. Ríos de la costa y sierra Entiéndase como aquellos ríos y sus afluentes, comprendidos en la vertiente hidrográfica del Pacífico y del Titicaca, y en la vertiente oriental de la cordillera de los Andes. Ríos de la selva Entiéndase como aquellos ríos y sus afluentes, comprendidos en la vertiente oriental de la cordillera de los Andes, en las zonas meándricas. iii. Ecosistemas marino-costeros: Estuarios Entiéndase como zonas donde el agua de mar ingresa en valles o cauces de ríos, hasta el límite superior del nivel de marea; incluye marismas y manglares. Marinos Entiéndase como la zona del mar comprendida desde los 500 m de la línea paralela de baja marea hasta el límite marítimo nacional. En estas categorías no se encuentran comprendidas las aguas marinas con fines de potabilización, las aguas subterráneas, las aguas de origen minero-medicinal, las aguas geotermales, las aguas atmosféricas, y las aguas residuales tratadas para reusó. Asimismo, a efectos de asignar la categoría a los cuerpos de agua respecto de su calidad, la ANA deberá considerar lo siguiente: a. Utilizar las categorías establecidas en los ECA para agua vigentes.

b. En el caso de identificarse dos o más categorías que coexistan en una zona determinada de un mismo cuerpo de agua, la ANA definirá la categoría, priorizando la protección de la salud humana. c. A aquellos cuerpos de agua a los que no se les ha asignado categoría de acuerdo a su calidad, se les dará transitoriamente la categoría del recurso hídrico al que tributan. Para la implementación del ECA para agua deberá considerarse lo siguiente:

a. En aquellos cuerpos de agua considerados como zona intangible para vertimientos de efluentes, la ANA deberá adoptar las medidas de control y vigilancia necesarias para preservar o recuperar la calidad ambiental del agua, para lo cual deberá considerar el ECA para agua correspondiente a la categoría asignada al cuerpo de agua respectivo.

b. En aquellos cuerpos de agua utilizados para recibir vertimientos de efluentes, la ANA deberá verificar el cumplimiento de los ECA para agua fuera de la zona de mezcla, considerando como referente la categoría asignada para el cuerpo de agua. La metodología y los aspectos para la definición de la zona de mezcla serán establecidos por la ANA en coordinación con el MINAM y con la participación de la autoridad ambiental del sector correspondiente.

BIBLIOGRAFIA Aprobación e implementación de estándares de calidad ambiental del agua (s.f.). Consultado

el

octubre

10,

2016,

de http://legislacionambientalspda.org.pe/index.php?option=com_content&view =article&id=246&Itemid=3369 LIMITE MAXIMO PERMISIBLE (LMP) Los Límites Máximos Permisibles (LMP) son definidos por la legislación ambiental peruana como “la concentración o grado de elementos, sustancias o

parámetros físicos, químicos y biológicos que caracterizan a un efluente o a una emisión, que al ser excedido puede causar daños a la salud, bienestar humano y al ambiente”23. La característica más importante de los LMP, es que su cumplimiento es exigible legalmente; es decir, el titular de la actividad productiva que no cumpla con los mismos puede ser pasible de sanción. Asimismo el compendio de la legislación ambiental peruana (2010), señala que el LMP guarda coherencia entre el nivel de protección ambiental establecido para una fuente determinada y los niveles generales que se establecen en los ECA. La implementación de estos instrumentos debe asegurar que no se exceda la capacidad de carga de los ecosistemas, de acuerdo con las normas sobre la materia. BIBLIOGRAFIA Ley general del ambiente N° 28611, Lima, Perú, 15 de octubre de 2005.

23

Artículo 32º de la Ley General del Ambiente.