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1. EL AGUA

El agua, materia esencial para la supervivencia de todas las formas

de vida conocidas, es una sustancia cuya molécula está formada por dos

átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).

Habitualmente, el agua nos la encontramos en estado líquido; pero

también se halla en forma sólida (hielo), y en forma gaseosa (vapor de

agua).

El agua ocupa el 71% de la superficie terrestre, repartiéndose de

manera desproporcionada sobre ésta. El 96,5% del agua total mundial se

encuentra en los océanos, el 1,74% en los casquetes polares, el 1,72% en

los acuíferos, permafrost1 y glaciares continentales y, el resto, un 0,04%,

se encuentra en orden decreciente en lagos, humedad del suelo, atmósfera,

embalses, ríos y seres vivos.

Físicamente, el agua circula constantemente en un ciclo de

evapotranspiración, precipitación y desplazamiento hacia el mar. Los

vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares

mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000

km3/año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con

74.000 km3 anuales al causar precipitaciones de 119.000 km3 al año.

2

En cuanto a su uso, el 70% del agua dulce es consumida en la

agricultura, mientras que el 20% se consume en la industria. Sólo un 10%

restante es usado para uso doméstico.

2. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

El agua es una sustancia que

químicamente se formula como H2O, una

molécula de agua compuesta de dos

átomos de hidrógeno enlazados

covalentemente a un átomo de oxígeno.

Henry Cavendish descubrió en 1781 que el agua es una sustancia

compuesta y no un elemento. Los resultados fueron desarrollados por

Antoine Laurent de Lavoisier, dando a conocer que el agua estaba formada

por oxígeno e hidrógeno. En 1804, Joseph Louis Gay-Lussac y Alexander

Von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes

de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:

- El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y

temperatura. El color del agua varía según su estado.

- El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte,

permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.

- El oxígeno tiene una electronegatividad2 superior a la del

hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera

carga negativa, mientras que los átomos de hidrógeno tienen una

carga ligeramente positiva del

que resulta un fuerte momento

bipolar eléctrico.

- La fuerza de interacción de la

tensión superficial del agua es la

fuerza de Van der Waals entre moléculas de agua. La aparente

elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de

ondas capilares3 (un menisco cóncavo).

3

- La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un

tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad

es aprovechada por todas las plantas vasculares (los árboles).

- Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de

agua es el enlace por puente de hidrógeno.

- El punto de ebullición del agua está directamente relacionado con la

presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest el agua

hierve a 68ºC, mientras que a nivel del mar este valor sube hasta

100ºC. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas

puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y

seguir siendo líquida.

- El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como

disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas.

Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua, las sales,

azúcares, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono,

mediante carburación) son llamadas hidrófilas4, mientras que las

que no combinan bien con el agua, como lípidos y grasas, se

denominan sustancias hidrófobas5.

Todos los componentes principales de las células de proteínas, ADN

y polisacáridos6 se disuelven en agua. Puede formar azeotro7 o

azeótropo8 con muchos otros disolventes.

- El agua es miscible con muchos líquidos, y en cualquier proporción se

forma un líquido homogéneo, aunque muchas otras sustancias como

los aceites son inmiscibles con el agua y forman capas de diferente

densidad.

- El agua pura tiene poca conductividad eléctrica, pero puede aumentar

mucho con la disolución de cualquier cantidad de material iónico,

como cloruro de sodio, por ejemplo.

- El agua tiene el segundo índice de capacidad calorífica más alto

debido al enlace de hidrógeno entre las moléculas. Esto es lo que

hace que el agua ‘’modere’’ las temperaturas terrestres.

- La densidad del agua varía poco con los cambios de temperatura y

presión. A la presión normal (1atm), a 100ºC de temperatura, el

agua líquida tiene la mínima densidad. Al bajar la temperatura

aumenta la densidad, y ese aumento es constante hasta alcanzar

4

1kg/L, que es cuando alcanza su máxima densidad (a 1atm de

presión y 3,8ºC). A partir de ese punto, al bajar la temperatura la

densidad comienza a disminuir.

- El agua puede descomponerse en hidrógeno y oxígeno mediante

electrólisis9.

- Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno,

o un compuesto conteniendo hidrógeno, se quema o reacciona con

oxígeno, o un compuesto con oxígeno. El agua no es un combustible,

puesto que es un producto residual de la combustión del hidrógeno.

La energía requerida para separar el agua en sus dos componentes

mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la

recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en

contradicción con lo que dice mucha gente, no sea una fuente de

energía.

- Los elementos que más electropositivos10 que el hidrógeno -como

el litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio- desplazan el hidrógeno

del agua, formando hidróxidos. Dada su naturaleza de gas

inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y la reacción del agua

combinada con los más electropositivos de estos elementos es una

violenta explosión.

Se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus

propiedades. El investigador John Emsley dijo en cierta ocasión que el agua

“es una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la

menos entendida’’.

3. TIPOS DE AGUA

El agua puede presentarse en tres estados, y es una de las pocas

sustancias que pueden ser vistas en la naturaleza en cada uno de ellos:

como vapor de agua (nubes), en estado líquido (océanos), en estado sólido

(icebergs, casquetes polares).

El agua puede disolverse en variedad de sustancias, dándoles a éstas

diferentes sabores y olores. El ser humano ha desarrollado sentidos capaces

5

de evaluar la potabilidad del agua, que nos evitan el consumo de agua

salada o putrefacta. Por ejemplo, los humanos suelen preferir el agua fría a

la tibia, ya que el agua fría es menos propensa a contener microbios

perjudiciales para nuestra salud. El sabor perceptible en el agua de deshielo

se deriva de los minerales o de las piedras disueltas en ella; de hecho el

agua pura es insípida. Para regular el consumo humano, se calcula la

pureza del agua en función de su contenido en toxinas, agentes

contaminantes y microorganismos.

El agua recibe diversos nombres, según su forma y características:

• Según su estado físico: hielo, agua y vapor.

• Según su posición en el ciclo del agua: hidrometeoro11,

precipitación:

- precipitación según desplazamiento: vertical (granizo, lluvia,

nieve…) y horizontal (rocío, escarcha, congelación

atmosférica…)

- precipitación según estado: líquida (lluvia, rocío, llovizna…),

sólida (nevasca, hielo, escarcha…) y mixta (con temperaturas

cercanas a los 0ºC)

- partículas en suspensión: nubes, niebla, bruma…

- partículas en ascenso(impulsadas por el viento): ventisca,

nieve revuelta…

• Según su circunstancia: agua subterránea, agua de deshielo, agua

mineral…

• Según sus usos: agua entubada, agua embotellada, agua potable,

agua purificada (agua destilada, agua de doble destilación, agua

desionizada)

• Atendiendo a otras propiedades: agua blanda (pobre en minerales),

agua dura (rica en minerales), agua de cristalización (se encuentra

dentro de las redes cristalinas)…

• Según la microbiología: agua potable, agua residual, agua de lluvia o

agua de superficie.

• Existen también otros tipos de aguas que después de ciertos procesos

adquieren supuestas propiedades, como el agua vitalizada12.

6

4. EL AGUA EN EL UNIVERSO

La mayoría del agua que existe en el universo puede haber surgido

como derivado de la formación de una estrella. El nacimiento de las

estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cósmico. Cuando este

material colisiona con el gas de las zonas exteriores, las ondas de choque

producidas comprimen y calientan el gas. Se piensa que el agua es

producida en este gas cálido y denso.

Se ha detectado agua en nubes interestelares13 dentro de nuestra

galaxia, la Vía Láctea. Estas nubes interestelares pueden condensarse

eventualmente en forma de una nebulosa solar.

Además, se piensa que el agua puede ser abundante en otras

galaxias, dado que sus componentes (hidrógeno y oxígeno) están entre los

más comunes del universo.

- Se ha detectado vapor de agua en muchos planetas conocidos, como

Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Encélado (luna de

saturno que contiene agua en un 91% de su atmósfera) y otros

exoplanetas conocidos.

- El agua en su estado líquido está presente en La Tierra, la Luna y en

Encélado y Europa (satélites de Júpiter).

- Se ha detectado hielo en La Tierra, Marte, Titán, Europa, Encélado,

en cometas y objetos de procedencia meteórica, En la Luna, Ceres y

Tetis, y es probable que se encuentre también en la estructura

interna de planetas como Urano o Neptuno.

5. EL AGUA EN LA TIERRA

La existencia de agua en estado líquido -en menor medida en sus

formas de hielo o vapor- sobre la Tierra es vital para la existencia de la

vida. La Tierra está situada en un área del sistema solar que reúne

condiciones muy específicas, pero si estuviésemos un poco más cerca del

7

Sol - un 5%, o sea 8 millones de kilómetros - ya bastaría para dificultar

enormemente la existencia de los tres estados de agua conocidos.

La masa de la Tierra genera una fuerza de gravedad que impide que

los gases de la atmósfera se dispersen. El vapor de agua y el dióxido de

carbono se combinan, causando lo que ha dado en llamarse el efecto

invernadero. Aunque se suele atribuir a este término connotaciones

negativas, el efecto invernadero es el que mantiene la estabilidad de las

temperaturas, actuando como una capa protectora de la vida en el planeta.

Solo es negativo si, bajo acciones del hombre, masificamos ese proceso. Si

la Tierra fuese más pequeña, la menor gravedad ejercida sobre la atmósfera

haría que ésta fuese más delgada, lo que redundaría en temperaturas

extremas, evitando la acumulación de agua excepto en los casquetes

polares (tal como ocurre en Marte). Algunos teóricos han sugerido que la

misma vida, actuando como un macroorganismo14, mantiene las

condiciones que permiten su existencia. La temperatura superficial de la

tierra ha estado en relativamente constante variación a través de las eras

geológicas, a pesar de los cambiantes niveles de radiación solar. Este hecho

ha motivado que algunos investigadores crean que el planeta está

termorregulado15 mediante la combinación de gases del efecto

invernadero y el albedo atmosférico y superficial. Esta hipótesis, conocida

como la teoría de Gaia, no es sin embargo la posición más adoptada entre

la comunidad científica.

El estado del agua también depende de la gravedad de un planeta. Si

un planeta es lo bastante grande, el agua que exista sobre él permanecería

en estado sólido incluso a altas temperaturas, dada la elevada presión

causada por la gravedad.

El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida. Los

humanos consumimos agua potable. El agua, debido a la creciente

población mundial y su mayor consumo, es hoy origen de conflictos debido

a su escasez y por ello se cree que puede ser problema de guerras en un

futuro no muy lejano.

8

El total de agua presente en el planeta, en todas sus formas, se

denomina hidrosfera. Se puede encontrar prácticamente en cualquier lugar

de la biosfera y en los tres estados posibles: sólido, líquido y gaseoso.

El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente

en los océanos y mares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De

esta última, un 1 por ciento está en estado líquido. El 2% restante se

encuentra en estado sólido en capas, campos y plataformas de hielo o

banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las regiones

polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y,

subterráneamente, en acuíferos.

El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos

(aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las

algas, el porcentaje ronda el 90%).

9

En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 km3 de agua que

se distribuyen de la siguiente forma:

Distribución del agua en la Tierra

Volumen en km³ Porcentaje Situación del agua

Agua dulce Agua salada de agua dulce

de agua total

Océanos y mares - 1.338.000.000 - 96,5

Casquetes y glaciares polares

24.064.000 - 68,7 1,74

Agua subterránea salada - 12.870.000 - 0,94

Agua subterránea dulce 10.530.000 - 30,1 0,76

Glaciares continentales y Permafrost

300.000 - 0,86 0,022

Lagos de agua dulce 91.000 - 0,26 0,007

Lagos de agua salada - 85.400 - 0,006

Humedad del suelo 16.500 - 0,05 0,001

Atmósfera 12.900 - 0,04 0,001

Embalses 11.470 - 0,03 0,0008

Ríos 2.120 - 0,006 0,0002

Agua biológica 1.120 - 0,003 0,0001

Total agua dulce 35.029.110 100 -

Total agua en la tierra 1.386.000.000 - 100

La mayor parte del agua terrestre, por

tanto, está contenida en los mares, y presenta

un elevado contenido en sales. Las aguas

subterráneas se encuentran en yacimientos

subterráneos llamados acuíferos y son

potencialmente útiles al hombre como

recursos. En estado líquido se nos puede

presentar en masas de agua como océanos,

mares, lagos, ríos, corrientes, canales,

manantiales, y estanques.

10

El agua desempeña un papel muy importante en los procesos

geológicos. Las corrientes subterráneas de agua afectan directamente a las

capas geológicas, influyendo en la formación de fallas. El agua localizada en

el manto terrestre también afecta a la formación de volcanes. En la

superficie, el agua actúa como un agente muy activo sobre procesos

químicos y físicos de erosión. El agua en su estado líquido y, en menor

medida, en forma de hielo, también es un factor esencial en el transporte

de sedimentos. El depósito de esos restos es una herramienta utilizada por

la geología para estudiar los fenómenos formativos sucedidos en la Tierra.

5.1. El Océano

El océano engloba la parte de la superficie ocupada por el agua

marina. Se formó hace unos 40.000 millones de años cuando la

temperatura de la superficie del planeta se enfrió hasta permitir que el agua

pasase a estado líquido. Cubre el 71% de la superficie de la Tierra.

En los océanos hay una capa superficial de agua templada que ocupa

entre varias decenas de metros hasta los 400 o 500 metros. El agua está

más cálida en las zonas templadas, ecuatoriales y tropicales, y más fría

cerca de los polos.

Contiene sustancias sólidas en disolución siendo las más abundantes

el sodio y el cloro que, en su forma sólida, se combina para formar el

cloruro de sodio o sal común y, junto con el magnesio, el calcio y el potasio,

constituyen cerca del 90% de los elementos disueltos en el agua de mar.

El océano está dividido por grandes extensiones de tierra que son los

continentes y grandes archipiélagos en cinco partes que, a su vez, también

se llaman océanos.

Las mareas son movimientos cíclicos de las grandes masas de agua

causadas por la fuerza gravitatoria lunar y el sol, en conjunción con los

océanos. La marea se refleja perceptiblemente en una notable variación de

la altura del nivel del mar, originando por las posiciones relativas del Sol y

la Luna en combinación con el efecto de la rotación terrestre y la

batimetría16 local. La franja de mar sometida a estos cambios, expuesta en

bajamar y cubierta en pleamar, se denomina zona entre mareas y

representa un nicho ecológico de gran valor.

11

5.2. El agua dulce

El agua dulce en la naturaleza se renueva gracias a la atmósfera que

dispone de 12.900km3 de vapor de agua. Sin embargo se trata de un

volumen dinámico que constantemente se está incrementando en forma de

vapor y disminuyendo en forma de precipitaciones, estimándose el volumen

anual en forma de precipitación o agua de lluvia entre 113.500 y

120.000km3 en el mundo.

El 68,7% del agua existente en el mundo está en los glaciares y

mantos de hielo.

Las aguas superficiales engloban los lagos, embalses, ríos y

humedales suponiendo solamente el 0,3% del agua dulce del planeta, sin

embargo representan el 80% de las aguas dulces renovables anualmente de

allí su importancia.

También el agua subterránea dulce almacenada, que representa el

96% del agua dulce no congelada de la Tierra, supone un importante

recurso.

6. EL CICLO DEL AGUA

Se denomina ciclo del agua al continuo intercambio de agua dentro

de la hidrosfera: entre la atmósfera, el agua superficial y subterránea y los

organismos vivos.

El agua cambia constantemente su posición de una a otra parte del

ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes procesos físicos:

- Evaporación de los océanos, lagos, ríos… y transpiración de los seres

vivos hacia la atmósfera.

- Precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que

puede adoptar múltiples formas.

- Escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los

océanos

La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que

hacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en las

altitudes, para luego caer en forma de lluvia.

12

La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos

vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra

firme, en la misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde

la tierra hacia los mares.

Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la

transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de

agua.

Las precipitaciones sobre tierra firme, pueden volver a la superficie

en forma de líquido, como la lluvia, sólido, como la nieve o granizo, o de

gas, formando nieblas o brumas. El agua condensada presente en el aire es

también la causa de la formación del arco iris: la refracción de la luz solar

en las minúsculas partículas de vapor, que actúan como múltiples y

pequeños prismas.

El agua de escorrentía suele formar cuencas, y los cursos de agua

mas pequeños suelen unirse formando ríos.

El desplazamiento constante de masas de agua sobre diferentes

terrenos geológicos es un factor muy importante en la conformación del

relieve. Además, al arrastrar minerales durante su desplazamiento, los ríos

cumplen un papel muy importante en el enriquecimiento del suelo. Los ríos

desembocan en el mar, depositando los sedimentos arrastrados durante su

13

curso, formando deltas. El terreno de estos deltas es muy fértil, gracias a la

riqueza de los minerales concentrados por la acción del curso del agua.

7. AGUA Y VIDA

Desde el punto de vista de la biología, el agua es un elemento crítico

para la proliferación de la vida. El agua desempeña este papel permitiendo

a los compuestos orgánicos diversas reacciones que, en último término,

posibilitan la replicación de ADN.

Desde una perspectiva metabólica, podemos distinguir dos tipos de

funciones del agua.

Anabólicamente, la extracción de agua de moléculas, mediante

reacciones químicas enzimáticas que consumen energía, permite el

crecimiento de moléculas mayores, como los triglicéridos o las proteínas.

En cuanto al catabolismo17, el agua actúa como un disolvente de los

enlaces entre átomos, reduciendo el tamaño de las moléculas,

suministrando energía en el proceso.

El agua es por tanto un medio irremplazable a nivel molecular para

numerosos organismos vivos.

Estos procesos metabólicos no podrían realizarse en un entorno sin

agua, por lo que algunos científicos se han planteado la hipótesis de qué

tipo de mecanismos (absorción de gas, asimilación de minerales) podrían

mantener la vida sobre el planeta.

Es un compuesto esencial para la fotosíntesis y la respiración. Las

células fotosintéticas utilizan la energía del sol para dividir el oxígeno y el

hidrógeno presentes en la molécula de agua. El hidrógeno es combinado

entonces con CO2 para formar glucosa, liberando oxígeno en el proceso.

Todas las células vivas utilizan algún tipo de “combustible” en el proceso de

oxidación del hidrógeno y carbono para capturar la energía solar y procesar

el agua y el CO2. Este proceso se denomina respiración celular.

14

El agua es también el eje de las funciones enzimáticas y la

neutralidad respecto a ácidos y bases. Un ácido, un “donante” de ión de

hidrógeno puede ser neutralizado por una base, un “receptor” de protones,

con un ión hidróxido para formar agua. El agua se considera neutra, con un

pH 7.

La bioquímica humana relacionada con enzimas funciona de manera

ideal alrededor de un valor pH biológicamente neutro de alrededor de 7,4.

Las diversas funciones que un organismo puede realizar, según su

complejidad celular, determinan que la cantidad de agua varíe de un

organismo a otro. Una célula de Escherichia Coli contiene alrededor de un

70% de agua, un cuerpo humano entre un 60 y 70%, una planta puede

reunir hasta un 90% de agua, y el porcentaje de agua de una medusa

adulta oscila entre un 94 y un 98%.

8. CONTAMINACIÓN DE AGUAS

Según la OMS (Organización Mundial de la Salud), "Debe

considerarse que un agua está contaminada, cuando su composición o su

estado están alterados de tal modo que ya no reúnen las condiciones a una

u otra o al conjunto de utilizaciones a las que se hubiera destinado en su

estado natural".

La contaminación debe considerarse también, tanto las

modificaciones de las propiedades físicas, químicas y biológicas del agua,

que pueden hacer perder a ésta su potabilidad para el consumo diario o su

utilización para actividades domésticas, industriales, agrícolas, etc.

Hay un gran número de contaminantes del agua que se pueden

clasificar de muy diferentes maneras. Una posibilidad bastante usada es

agruparlos en los siguientes ocho grupos:

- Microorganismos Patógenos

Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros

organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus,

15

gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo

las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos

más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños.

Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros

restos orgánicos que producen las personas infectadas.

- Sustancias Químicas Inorgánicas

Ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están

en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir

los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar

con el agua.

- Compuestos Orgánicos

Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos,

plaguicidas, disolventes, detergentes, etc..., acaban en el agua y

permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser

productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares

complejas difíciles de degradar por los microorganismos.

- Sedimentos Y Materiales Suspendidos

Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas,

junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en

términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La

turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y

los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o

desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y

puertos

- Sustancias Radiactivas

Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a

veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas18,

alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos

vivos que las que tenían en el agua.

16

- Contaminación Térmica

El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos

industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo

que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los

organismos.

9. DEPURACIÓN DE AGUAS

La depuración es el conjunto de procesos implicados en la extracción,

tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados por

el agua y procedentes de viviendas e industrias.

Los procesos empleados en las plantas depuradoras se clasifican en

tres: Tratamiento primario, secundario o terciario. En el primario, se elimina

un gran porcentaje de sólidos en suspensión y materia inorgánica. En el

secundario se trata de reducir el contenido en materia orgánica acelerando

los procesos biológicos naturales. El terciario es necesario cuando el agua

va a ser reutilizada; elimina un 99% de los sólidos y además se emplean

varios procesos químicos para garantizar que el agua esté tan libre de

impurezas como sea posible.

9.1. TRATAMIENTO PRIMARIO

Las aguas residuales que entran en una depuradora contienen

materiales que podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria. Estos

materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales, y se

queman o se entierran tras ser recogidos manual o mecánicamente. El agua

residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y

otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior

procesamiento y eliminación.

9.1.1. Cámara de arena

Para eliminar materia inorgánica o mineral como arena,

sedimentos y grava, se utilizan las cámaras aireadas de flujo en

espiral con fondo en tolva19, o clarificadores, provistos de brazos

17

mecánicos encargados de raspar. Se elimina el residuo mineral y se

vierte en vertederos sanitarios. La acumulación de estos residuos

puede ir de los 0,08 a los 0,23 m3 por cada 3,8 millones de litros de

aguas residuales

9.1.2. Sedimentación

Una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua pasa a un

depósito de sedimentación donde se depositan los materiales

orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de

sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40

a un 60% los sólidos en suspensión.

La tasa de sedimentación se incrementa en algunas plantas de

tratamiento industrial incorporando procesos llamados coagulación y

floculación químicas al tanque de sedimentación. La coagulación es

un proceso que consiste en añadir productos químicos como el sulfato

de aluminio, el cloruro férrico o polielectrolitos20 a las aguas

residuales; esto altera las características superficiales de los sólidos

en suspensión de modo que se adhieren los unos a los otros y

precipitan. La floculación provoca la aglutinación de los sólidos en

suspensión. Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en

suspensión.

9.1.3. Flotación

Es una técnica que puede usarse en lugar de la sedimentación.

El agua residual, supersaturada de aire, se descarga a continuación

en un depósito abierto. En él, la ascensión de las burbujas de aire

hace que los sólidos en suspensión suban a la superficie, de donde

son retirados. La flotación puede eliminar más de un 75% de los

sólidos en suspensión.

9.1.4. Digestión

La digestión es un proceso microbiológico que convierte el lodo

en metano, dióxido de carbono y un material inofensivo similar al

18

humus. Las reacciones se producen en un tanque cerrado, y son

anaerobias, es decir, que se producen en ausencia de oxígeno. La

digestión reduce el contenido en materia orgánica entre un 45 y un

60 por ciento.

9.1.5. Desecación

El lodo digerido se extiende sobre lechos de arena para que se

seque al aire. La absorción por la arena y la evaporación son los

principales procesos responsables de la desecación. El secado al aire

requiere un clima seco y relativamente cálido para que su eficacia sea

óptima, y algunas depuradoras tienen una estructura tipo

invernadero para proteger los lechos de arena. El lodo desecado se

usa sobre todo como acondicionador del suelo y en ocasiones se usa

como fertilizante.

9.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO

El tratamiento secundario consiste en acelerar los procesos

naturales de eliminación de los residuos. En presencia de oxígeno, las

bacterias aeróbicas convierten la materia orgánica en formas

estables, como dióxido de carbono, agua, nitratos y fosfatos, así

como otros materiales orgánicos. La producción de materia orgánica

nueva es un resultado indirecto de los procesos de tratamiento

biológico, y debe eliminarse antes de descargar el agua en el cauce

receptor.

9.2.1. Filtro de goteo

En este proceso, una corriente de aguas residuales se distribuye

sobre un lecho de algún medio poroso revestido con una película

gelatinosa de microorganismos que actúan como agentes

destructores. La materia orgánica del agua residual es absorbida por

la película microbiana y transformada en dióxido de carbono y agua.

El proceso de goteo, cuando va precedido de sedimentación, puede

reducir cerca de un 85% la DBO.

19

9.2.2. Fango Activado

Se trata de un proceso aeróbico en el que partículas gelatinosas

de lodo quedan suspendidas en un tanque de aireación y reciben

oxígeno. Las partículas de lodo activado absorben la materia orgánica

y la convierte en productos aeróbicos. La reducción de la DBO fluctúa

entre el 60 y el 85 por ciento.

9.2.3. Estanque de estabilización o laguna

Otra forma de tratamiento biológico es el estanque de

estabilización o laguna, que requiere una extensión de terreno

considerable y, por tanto, suelen construirse en zonas rurales. Las

lagunas opcionales, que funcionan en condiciones mixtas, son las más

comunes, con una profundidad de 0,6 a 1,5 m y una extensión

superior a una hectárea. En la zona del fondo, donde se

descomponen los sólidos, las condiciones son anaerobias; la zona

próxima a la superficie es aeróbica, permitiendo la oxidación de la

materia orgánica disuelta y coloidal. Puede lograrse una reducción de

la DBO5 de un 75 a un 85 por ciento.