agua1
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I N D I C E
1. Descripción General 1.1 Tipos
2. Composición 2.1 Física - Química
3. Producción – Ciclo del agua
4. Captación
5. Almacenamiento
6. Disipación – Propiedades Térmicas del Agua
7. Integración
1. T i p o s
d) Según propiedades:
Agua blanda = Pobre en minerales.
Agua dura = De origen subterráneo, contiene un elevado valor mineral.
Cristalización= Es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas.
Hidratos = Agua impregnada en otras sustancias químicas.
Agua pesada = Es un agua elaborada con átomos pesados de hidrógeno-deuterio.
En estado natural, forma parte del agua normal en una concentración muy reducida.
Se ha utilizado para la construcción de dispositivos nucleares, como reactores.
2. C O M P O S I C I O N F I S I C A – Q U I M I C A
Insípida e inodora
Bloquea ligeramente la radiación solar UV
Molécula polar
Tensión superficial
Capilaridad
Puente de hidrógeno
Punto de ebullición
Disolvente
Líquido Homogéneo
Capacidad calorífica específica
Densidad
El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.
• El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora
• Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar.
• El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.
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 capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. También tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar.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, como 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 (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida.[14] Su temperatura crítica es de 373.85 °C (647,14 K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de vaporización es de 2,23kJ/g.
El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos y grasas— se denominan sustancias hidrofóbicas. Todos los componentes principales de las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un azeótropo con muchos otros disolventes.
El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.
El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio.
El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica —sólo por detrás del amoníaco así como una elevada entalpía de vaporización (40.65 kJ mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energía.
Animación de cómo el hielo pasa a estado líquido en un vaso. Los 50 minutos transcurridos se concentran en 7 segundos.La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis.
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 de oxígeno—. El agua no es 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 contra de lo que sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energía eficaz.[17]
Los elementos que tienen mayor electropositividad 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.
3. P R O D U C C I O N
C i c l o d e l A g u a :
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O
CAPTACIÓN
Aguas lluvias
Aguas Subterráneas
Agua Pluvial Superficial
• Las aguas se pueden almacenar
• Mediante el almacenamiento del agua, podemos disponer de ella en épocas en que no llueve.
• Hay grandes embalses construidos por la Naturaleza donde se almacena el agua cuando llueve. Son los lagos y los acuíferos. Estos últimos se van llenando con las aguas infiltradas. Su nivel entonces sube. Si éste alcanza cierta altura, las aguas rebosan por la fuentes y manantiales. O bien, vierten subterráneamente al mar. Por tanto, una parte del agua que llevan los ríos procede de la descarga natural de los acuíferos. Agua que se almacenó en épocas de lluvias.
• También existen depósitos artificiales para almacenar agua. Son los embalses que se forman en los ríos mediante la construcción de presas.
• La doble operación de almacenar agua cuando llueve en exceso y utilizarla luego convenientemente, se llama “regulación”. En los embalses, la apertura de las compuertas sirve para dejar correr el agua cuando se precise y en la cantidad deseada. En los acuíferos, la extracción voluntaria se realiza a través de los pozos y sondeos. Los niveles acumulados van descendiendo a medida que entra el agua y subirán de nuevo al llover.
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O
ALMACENAMIENTO
• En una vivienda, tan sólo un tercio del agua que consumimos necesita ser potable, pudiendo utilizar agua de lluvia o agua reciclada, para el resto de usos, tales como descarga de cisternas, riego, limpieza de ropa, limpieza de vehículos, etc. Obviamente, el agua potable seguirá siendo imprescindible en usos alimentarios o de higiene personal, pero el objetivo de reducir 2 tercios el uso de agua potable, es algo más que interesante para todos y por ello están apostando fuertemente los gobiernos estatales y regionales.
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O AGUA POTABLE
1. Canalón2. Caja de Filtro Torbellino3. Entrada4. Almacén5. Rebosadero6. Pared Separadora7. Electrodos8. Tubo de Aspiración9. Bomba10.Conductos agua Útil11.Conductos agua potable12.Válvula magnética13.Salida libre14.Aparato de distribucióncon indicación de nivelde agua.15. Alcantarilla
Tanques de Almacenamiento
El tanque de almacenamiento debe estar protegido contra:
La suciedad
La luz
El calor excesivo
Insectos y ratas.
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUAS LLUVIAS
1. Cubierta de recogida. 2. Canalón. 3. Filtro (Importante ).4. Aljibe. Almacenaje del agua filtrada.
5. Bomba de agua.6. Sistema de gestión. Agua de lluvia/agua
de red.7. Sistema de drenaje
El primer elemento es el lugar de recogida, que sera el tejado, inclinado o plano.
El segundo elemento seran las canaletas que recogen el agua que les provee el techo y la llevan a una cisterna de almacenamiento. Es importante que contenga algun tipo de filtro para que el agua que se almacene este limpia de elementos extraños, como hojas o restos vegetales.
El tercer elemento es la cisterna de almacenaje, esta puede estar enterrada, pero debera ser accesible para su limpieza, si fuera necesario. Requiere un grifo de salida para evitar derrames y para poder extraer el agua para una limpieza.
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUAS LLUVIAS
• Por ninguna razón debe retirarse el filtro. No es aconsejable la descarga del agua de lluvia al aljibe si un buen filtro. Siempre el filtrado se efectúa antes de que el agua llegue al depósito de recogida, de forma que la suciedad no entre en el mismo.
• Es muy mportante la cisterna que no este ubicada a los rayos del sol, que ira en contra de la calidad del agua, por ello la mejor opcion es ubicarla en un sotano o enterrada.
• La cisterna para ser un sistema automatico debera poseer un desborde hacia el desague, y conectarse a la bomba de riego, y/o realizar un bypass para aprovecharlo para otros usos como el lavado de ropa o una canilla de servicio para el lavado de pisos y hasta el llenado de depositos de los sanitarios.
• Las cañerias que salen de la cisterna deberan hacerlo en la parte media, para no arrastrar el residuo.
• El tanque de almacenamiento debe estar protegido contra:
• La suciedad
• La luz
• El calor excesivo
• Insectos y ratas.
• Es necesario verificar el material de los tejados ya que los techos de tela asfáltica tiñen el agua de amarillo, y los techos de fibrocemento (Uralita) desprenden fibras de amianto.
Watertower / Hugon Kowalski - SUDAN
El conflicto por el agua y la tierra en Sudán ha creado inestabilidad política durante décadas.
En 2007, científicos de la Universidad de Boston descubrieron un lago subterráneo en la región de Darfur, Sudán. Este lago es el lago más grande décimo en el mundo (31, 000 m2).
El arquitecto polaco H3AR diseño un edificio que permite el acceso a las aguas subterráneas mediante la aplicación de las bombas de agua.
El edificio alberga las bombas de agua, una planta de tratamiento, sino también un hospital, una escuela y un centro de almacenamiento de alimentos.
Dos procesos de circulación de agua estaría en su lugar. Primer grupo de agua extraída es para calentar o enfriar el edificio, y es accesible a los usuarios. En segundo lugar, un juego de agua que se extrae se utiliza para la construcción de sí mismo (es decir, cocina, aseos).
Recogida de aguas pluviales
Recoger agua de lluvia supone una gran ventaja, ya que es bastante limpia, es gratuita y además no se requiere de instalaciones complicadas para ello.
Descripción de los elementos para dicha instalación:
1-La recogida del agua de lluvia se realiza desde la cubierta. Se recoge con el canalón, el cual debiera disponer de rejillas para evitar que hojas y demás partículas medianas pasen a las bajantes.2-Un filtro que elimine partículas de mayor tamaño para así evitar que éstas se depositen en el aljibe. 3-Depósito para almacenar el agua ya filtrada. 4-Bomba de impulsión para la distribución del agua por la vivienda, hecha con materiales adecuados para el agua de lluvia, silenciosa y de alta eficiencia.5-Sistema de gestión y control. Este aparato es imprescindible cuando tenemos dos tipos de agua.
Sistema que permite recoger el agua de lluvia, se compone: de tres largos tubos con una ducha al final de cada uno, se extiende desde un tanque de agua que está conectado a la tubería donde desagua el agua de lluvia
Paredes de "Agua Digital"
Las "paredes de agua" de la estructura se forman por medio de una fila de válvulas cercanas entre sí a lo largo de una tubería suspendida en el aire. Las válvulas pueden abrirse y cerrarse, con alta frecuencia, a través del control de un sistema informático. Esto produce una cortina de agua que cae con aberturas en ubicaciones específicas.
4. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O AGUAS PLUVIALES SUPERFICIALES
Captación y almacenamiento: de las fuentes de suministro de la región (ríos, manantiales, acuíferos, etc.) y en embalses respectivamente.
Tratamiento: en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable .
Transporte: mediante conducciones e instalaciones diversas (bombeos, estaciones de regulación de presión y/o caudal, depósitos intermedios, etc.).
Entrega: a los depósitos de los consumidores para su distribución a través de los Ayuntamientos.
4.2. C A P T A C I O N Y A L M A C E N A M I E N T O - AGUAS SUBTERRANEAS
6. D I S I P A C I O N
El agua tiene una de las más altas capacidades caloríficas, lo que la transforma en un sumífero de calor, consecuentemente, grandes masas de aguas tienen un efecto regulador de la temperatura ambiente.
Cp(Cal/g, ºc)
L í q u i d o
S ó l i d o
0,5
El comportamiento térmico del agua es único en varios aspectos, debiéndose esto principalmente a que las asociaciones intermoleculares que forma el agua son inusualmente fuertes.
El agua tiene elevados puntos de ebullición y de fusión para ser una sustancia de peso molécula tan bajo.
El agua tiene un calor de vaporización alto (539 Cal/g a 100ºC)
Calor requerido para aumentar 1 g a 100ºC = 100 Calorías
Calor requerido para evaporar 1 g = 539 Calorías
Al condensarse, el vapor de agua entrega una gran cantidad de calor. Esta entrega de calor disminuye el enfriamiento del aire en el punto de rocío, el aire es muy resistente a disminuciones de temperatura.
El calor de difusión del agua (79,71 Cal/g a 0ºC) es una cifra común para sustancias similares.
La conductividad térmica del agua (capacidad para conducir calor) supera a la de todas las otras sustancias liquidas naturales, exceptuando el mercurio.
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7. I N T E G R A C I O N
Incorporación del agua a un sistema Ecológico Aguas Grises
El proceso de insersión de
este método en las viviendas
existentes, exiije de una
readecuación en las líneas de
evacuación de aguas,
alcantarillado, para ello es
necesario individualizar las
líneas, dejando independiente
la red de aguas negras, de las
grises, y desde ahí extender
estas al sistema.
Ventajas del tratamiento de aguas grises
1. Solución a medidaLa amplia gama de medidas se adapta a distintas necesidades de consumo: de 600 hasta 10.000 litros diarios
2. Calidad de agua excelente y constanteEl tratamiento por rayos ultravioleta ofrece de forma constante, un agua de alta calidad
3. Diseño compacto y poco voluminoso
4. Sencilla instalación y práctico funcionamientoGastos mínimos de instalación. Funcionamiento totalmente automático gracias a la unidad central de control y al sistema de autolavado.
5. Mecanismo eficaz y seguroEl proceso no emplea sustancias químicas, es silencioso y no produce olores.
6. Gastos mínimos de mantenimientoUtiliza componentes de larga durabilidad y no contiene sustancias químicas. El consumo energético específico es de unos 1,2 k"h/m3
7. Rápida amortizaciónTeniendo en cuenta que el precio del agua es cada vez mayor, este sistema de reciclaje de aguas grises se amortiza rápidamente.
.
El tratamiento de los sistemas de
reutilización de aguas no pueden
utilizarse en cualquier lugar, puesto
que es necesario un espacio
suficiente que permita desarrollar el
proceso del tratamiento del agua y
que reúna las condiciones climáticas
adecuadas.
Hay que tener en cuenta que aunque
las aguas grises normalmente no son
tan peligrosas para la salud o el
medio ambiente como las aguas
negras, provenientes de los retretes,
poseen cantidades significativas de
nutrientes, materia orgánica y
bacterias, por lo que si no se realiza
un tratamiento eficaz previo a su
descarga o reutilización, causan
efectos nocivos a la salud,
contaminación del medio y mal olor.
1.El filtrado se realiza en el momento de entrar el agua en el depósito. Las particulas de mayor tamaño son recogidas mecánicamente y expulsadas directamente al alcantarillado
2. Posteriormente, en los depósitos de reciclaje, un tratamiento biológico descompone las partículas de suciedad. El agua tratada es bombeada cada tres horas a la siguiente fase.
3. La esterilización: en su camino hasta el depósito de almacenaje, el agua es sometida a los rayos ultravioleta de la lámpara UV que la desinfecta -según indicaciones de la Directiva Europea 73/160 EWGdel agua para uso doméstico.
4. En caso de que el agua necesitada sea superior a la alamacenada, el sistema permite la incorporación de agua potable de red para garantizar el suministro.
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Funcionamiento del sistema
Conclusión
El Agua tiene múltiples usos en la construcción, desde la participación en el proceso del hormigón, hasta el uso por parte del hombre para su consumo vital. En esta gama el agua al ser un elemento que permite una buena transmitancia de la energía calórica nos permite utilizarla en la geotermia, los sistemas de calefacción radiantes, y por lo mismo en el enfriamiento de espacios. Este elemento, también nos permite la reutilización del mismo, así permitiendo un bajo consumo, como lo vemos en la utilización de aguas grises, para procesos de evacuación.Entendiendo las características del elemento y los principios que lo rigen podemos utilizarlo para beneficio nuestro y sobre todo pensando en su uso racional en tiempos en que es cada vez más escaso.