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CONTAMINACION DE AGUAS Ing Jess Ormachea Carazas
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
CONTAMINACIN DE AGUAS
DOCENTE: ING. JESS ORMACHEA CARAZAS
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CONTAMINACION DE AGUAS Ing Jess Ormachea Carazas
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CONTENIDO
CONTAMINACIN DE AGUAS
CAPITULO I
ORIGEN DE LA CONTAMINACIN
- Generalidades.
- Nociones de contaminacin ambiental.
- Contaminacin atmosfrica.
- Contaminacin de los sistemas hdricos.
- Contaminacin del sistema terrestre.
EL AGUA
Calidad y cantidad del agua.
Ciclo hidrolgico desde el punto de vista de la
contaminacin.
FUENTES O SISTEMAS ACUTICOS
Sistemas atmosfricos o metericos: precipitacin.
- Sistema continental: superficiales y subterrneas.
Sistema martimo: ocanos y mares.
CARACTERSTICAS DEL AGUA
- Parmetros Fsicos.
- Parmetros Qumicos.
- Parmetros Biolgicos.
CAPITULO II
CONTAMINACIN DEL AGUA
Agua de lluvia, nieve, escarcha, granizo, etc.
- Agua superficial: ros, lagos, lagunas, embalses, manantiales,
galeras y pozos.
- Aguas marinas: ocanos y mares.
CAPITULO III
EVALUACIN DE LA CONTAMINACIN
- Definicin: agua cruda, agua blanda o potable, agua negra.
- Contaminacin natural: fsico, qumico, bacteriolgico.
- Polucin artificial desperdicios domiciliarios, industriales,
petrleos, agrcola plantas, atmicas y otros.
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CARACTERSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES
Anlisis de las aguas residuales.
- Comparacin de las aguas residuales: Fsico, Qumico,
Bacteriolgico.
- Ciclos: aerobio y anaerobio.
- Mecanismos de la polucin: zonas y duracin.
- Disposicin de las aguas cloacales: demanda Bioqumica de
oxigeno (DBO) y curva de oxigeno colgante y dficit.
- Perodos crticos y aumento de caudal.
CAPITULO IV
MESTREO Y ANLISIS
- Anlisis Fsico, Qumico y Bacteriolgico.
Interpretacin de la polucin.
- Composicin tpica de agua residual domstica.
- Clasificacin de los slidos presentes en un agua residual
consideradas proporcionalmente.
Resultados de contaminacin o polucin.
CAPITULO V
PROCESOS DE AUTO DEPURACIN, PURIFICACIN Y TRATAMIENTO.
- Auto purificacin de las corrientes de agua, lagos, lagunas,
embalses, mares.
- Aireacin y filtracin del agua.
- Desarrollo y clasificacin de los mtodos de tratamiento de
aguas residuales.
- Tratamiento previo:
Definicin y principios.
Equipos y maquinarias: rejillas, trituradoras, tanques,
desarenadores.
- Tratamiento primario:
Definicin y principios.
Unidades y equipos: tanques de sedimentacin, tanques, in
hoff.
- Tratamiento parcial:
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- definicin y principios.
- Tratamiento secundario y completo:
Definicin y principios.
Unidades y equipos: filtros percoladores, distribuidores,
tanques de Aireacin, filtros intermitentes de arena,
digestores de lodos, sedimentadores finales.
- Tratamiento por lagunas de estabilizacin:
Lagunas o estanques aerobias.
Lagunas o estanques anaerobias.
Lagunas o estanques facultativas.
- Reutilizacin de los afluentes de un tratamiento completo:
Riego o reutilizacin agrcola.
Reutilizacin municipal.
Reutilizacin industrial.
Reutilizacin en recarga de acuferos.
Desinfeccin y potabilizacin.
Acondicionamiento y disposicin de los sub - productos de los
tratamientos: basuras, lodos, gases.
CAPITULO VI
PREVENCIN DE LA CONTAMINACIN
- Tratar, cambiar o salvar: La economa Vs Ingeniera.
- Salubridad en la vivienda.
- Composicin, recoleccin, transporte y disposicin final de
los desperdicios domsticos y de otras actividades.
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CONTAMINACIN DE AGUAS
BIBLIOGRAFA:
l. Agua, su calidad y tratamiento. (American Water Works Ass.)
UTEHA 1968.
2. Ingeniera sanitaria. Feo Unda Apaza (UTEHA 1969).
3. Tratamiento de aguas. George E. Barnes (UTEHA 1970).
4. Tratamiento general del agua y su distribucin. Wolgang
Puerschel (Urmo S.A).
5. Arquitectura hidrulica. A. schokitissch. (G. GIL S.A.1968)
6. Prospeccin y explotacin de las aguas subterrneas G.
Castagny. (MEGA S.A. 197).
7. Water and warte water tecnology. Mark. J. Hammer, (J.WLEY
1977) .
8. Abastecimiento de agua y remocin de aguas subterrneas, Fair
Geyer Okun. ( LABOR S.A. 1980).
9. Tratamiento y depuracin de las aguas residuales. Metcalft,
Eddy. ( LABOR S.A. 1980 )
10. La contaminacin hoy. Eusebi Castellanos. (TEIDE. S.A.
1983). .....
11. Contaminacin Ambiental y Amrica Latina. Zivana Meseldic de
Pereyra. Editora Lima. S.A. 1977.
12. Cartilla de saneamiento. Direccin de Ingeniera
Sanitaria.
13. Manual de tratamiento de aguas, Hermn E. Hilleboe.
14. Alcantarillado y tratamiento de aguas negras. H.E. Babbit,
E.R. Baumann.
15. Manual de Ingeniero Civil. Frederick S. Merritt.
16. Poltica Mundial del Agua. Ruth Patrick. (El CID EDITORA
1974).
17. Diseo de Lagunas de Estabilizacin. Ing. Rodolfo Saenz. F.
18. Tratamiento de agua para la industria y otros usos. Eskel
ordel.
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GLOSARIO DE TRMINOS
- Ablandamiento.- proceso para reducir la dureza de las aguas.
- Absorcin.- La incorporacin de una sustancia en otras.
- Acufero.- Formacin geolgica subterrnea que contiene
agua.
- Adsorcin.- La adherencia de slidos disueltos coloides o
finamente divididos, a la superficie de cuerpos slidos con
.los que entran en contacto.
- Agua Destilada.- Formada por la condensacin del vapor de
agua.
- Agua Natural.- Como se presenta en la naturaleza.
- Agua Potable.- Agua adecuada para consumo, cuya ingestin no
ocasiona efectos nocivos en la salud.
- Agua Pura.- Compuesto qumico formado por el conjunto de
molculas, compuestas por dos tomos de H y uno de oxigeno
exclusivamente.
- Algas.- Plantas primitivas, de estructuras simples,
generalmente acuticas y capaces de proporcionarse alimento
por la accin de la luz solar.
- Bacterias.- Organismos unicelulares microscpicos. no
necesitan de la luz para su proceso de vida.
- Bactericida.- Cualquier agente o sustancia que destruya
Bacterias.
- Cisterna o Aljibe.- Depsito artificial cubierto, destinado
a recolectar agua de lluvia.
- Cloro Disponible.- Trmino usado en la dosificacin de cloro
o sus compuestos, con relacin a su capacidad oxidante
total.
- Cloro Residual.- Cantidad total de cloro (combinado o
libre), que permanece despus de su aplicacin, al finalizar
el periodo especifico de contacto (generalmente 20 minutos).
- Coagulacin Qumica.- Proceso de formacin de partculas
floculantes(flculos), resultados de la adicin de productos
qumicos, que absorbe la materia coloidal o finalmente
dividida en el agua.
- Coloides.- Partculas menores a dos micras de dimetro
(micra es la milsima parte de un milmetro). slidos
finamente divididos que no pueden asentarse sino por
coagulacin o accin bioqumica.
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- Contaminacin.- Introduccin dentro del agua de organismos
potencialmente patgenos o sustancias txicas que la hacen
inadecuadas para bebidas.
- Corrosin.- Es el deterioro o destruccin gradual, por
oxidacin de una sustancia o materia.
- Decloracin.- La reduccin total o parcial de cloro residual
en un lquido.
- Demanda de Cloro.- La diferencia entre la cantidad de cloro
que se dosifica y la cantidad de cloro residual que
permanece al finalizar el periodo especificado de contacto.
- Demasas.- Agua excedente en un almacenamiento de capacidad
determinada.
- Dureza.- Es el trmino usado para expresar el contenido en
el agua de compuestos de calcio y magnesio, causantes de
consumos elevados de jabn o incrustaciones en las tuberas.
- Eficiencia.- En bombas, es la relacin de la energa
convertida en trabajo til para mover el agua, a la energa
aplicada la flecha de la bomba.
- Flculos.- Pequeas masas o grumos gelatinosos formados por
un lquido, por la accin de coagulantes.
- Galera filtrante.- Tipo de pozo generalmente de desarrollo
horizontal, colocado en un acufero, o bajo el lecho de una
corriente o lago.
- Gasto o flujo.- En hidrulica termino que significa un
volumen de agua por unidad de tiempo, por ejemplo: It /seg.,
m3/seg.
- Hipoclorito de calcio.- Producto obtenido por la reaccin
del cloro con hidrxido de cal(cal apagada). Ca(OCL)2.
Hipoclorito de sodio.- Producto obtenido por la reaccin del
cloro con el hidrxido de sodio .tiene la formula Na 0 CL.
- Hongos.- Plantas que no tienen clorfila, carentes de raz y
hojas, que se desarrollan mejor en ausencia de la luz.
- Incrustaciones.- Depsitos causados por sales principalmente
carbonadas de calcio y magnesio.
- Jagey.- Depsito cubierto, natural o artificial que
almacena aguas de lluvia y de dimensiones mucho ms
reducidas que un lago.
- Noria.- Pozo excavado a cielo abierto, sin el empleo de
maquinarias especial y que capta agua poca profundas.
- Parsitos.- Organismos que es nutren a expensas de otros
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seres vivos.
- Partes por milln (p.p.m.).- Miligramos de alguna sustancia
con relacin a un litro de agua, trmino que tiende a
desaparecer en su uso, sustituido por miligramos por litro
(mg /Lt.).
- Patgenos.- Elemento y medios que originan y desarrollan las
enfermedades.
- P.h..- Es la expresin quo indica el grado de acidez y
alcalinidad.
Ejemplo el valor 7.0 es neutro, valores superiores son
alcalinos o inferiores cidos.
- Piezomtrico.- Relativos a cargas de presin en el
funcionamiento hidrulico de tuberas.
- Polucin.- En el agua cuando se mezclan en ella aguas
servidas, liquido, suspensin y otras sustancias, en
cantidad tal, que alteran su calidad volvindola ofensiva a
la vista, gusto y olfato.
- Potabilizacin.- Serie de procesos para hacer el agua apta
para bebida.
- Pozo.- perforacin hecha generalmente con maquinarias
especial, que capta aguas profundas.
- Pre y post cloracin.- termino que se refiere nicamente al
punto de aplicacin del cloro, dentro de algunos
tratamientos.
- Presin.- Es la carga o fuerza total que acta sobre una
superficie. En hidrulica expresa la intensidad de fuerza por
unidad de superficie, por ejemplo:
Kg/cm2, Lb / plg2 etc.
- Presin negativa.- Viene hacer una presin menor a la
atmosfrica.
- Succionador o aspirador.- En hidrulica, dispositivo en la
cual la carga de velocidad del agua se aumenta, creando un
vacio parcial.
- Vertedor.- Abertura de forma regular, a travs del cual fluye
el agua.
Zeolitas.- Compuesto Qumico, natural o artificial, que
fcilmente cambia su composicin, de acuerdo a la
concentracin de sustancias qumicas en solucin con las que
est en contacto, se usa en procesos de ablandamiento de
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agua .
El agua elemento v i t a l
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CAPITULO I
ORIGEN DE LA CONTAMINACIN
- INTRODUCCIN.- Desde algunos aos, las naciones unidas han venido
confrontando los daos que causa a la humanidad la contaminacin
en que vivo el hombre, haciendo ver que el desarrollo tecnolgico
acarrea efectos negativos a la especie humana.
NOCIONES DE CONTAMINACIN AMBIENTAL.- Sabido es que la
contaminacin (presencia de sustancia o energa con efectos
nocivos), afecta biolgicamente por igual al hombre, a los
animales y a las plantaciones, amn de las prdidas materiales,
pero ms visibles son stas ltimas (prdidas y gastos, porque su
costo se nota inmediatamente, mientras que los daos en los seres
vivos son cubiertos por otros parmetros.
La contaminacin ambiental no tiene fronteras .La atmsfera es
nica, las aguas son internacionales en su mayor parte y los
alimentos producidos sobre tierras lejanas pasan de una parte del
mundo a la otra.
FUENTES DE LA CONTAMINACIN AMBIENTAL
Dentro de las fuentes se tiene:
1. Contaminacin del aire o atmosfrica. 2. Contaminacin del agua o de los sistemas hdricos. 3. Contaminacin del suelo o de los sistemas terrestres.
1. CONTAMINACIN DEL AIRE O ATMOSFRICA.- Los diferentes fenmenos
naturales pueden reducir o inyectar en la atmsfera una cantidad
elevada de materiales que normalmente se encuentran en niveles
bajos.
1.1. FUENTES DE LA CONTAMINACIN ATMOSFRICA.- Dentro de ellos
Se tiene:
a) Por efecto de la naturaleza
- Erosin del suelo polvo (tierra, rocas). - Incendio: humos y gases.
- Volcanes: cenizas, humos y gases. - Descarga elctrica: ozono, xidos, de nitrgeno, iones.
- sal marina organismos vivos: polen, escorias, microorganismos, insectos, restos de descomposicin.
- Radio - actividad: predomina el radn con sus derivados. b) Por efecto de la actividad humana
- Domstico: desechos de basurales, polvo y humo.
- Trnsito: productos de los combustibles.
- Industrias: desperdicios de los combustibles, metales pesados, gases, polvos, aceite, etc.
- Minas: depende de la mina, puede ser petrleo, humo de fundicin, escorias.
- Agricultura: pesticidas, fertilizantes, solventes, polvo,
estircol y desperdicios agropecuarios .
- Radioactividad: desperdicio:; de bombas nucleares y de otras
instalaciones.
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- Bixido de carbono: como el problema mundial.
- Rasura csmica. 2. CONTAMINACIN DEL AGUA O DE LOS SISTEMAS HIDRICOS.
Es una parte de la contaminacin ambiental, donde el agua es un
Elemento vital y de amplia utilizacin, y del cual depende la
Salud. El hombre necesita para beber 1.5 litros diariamente.
Desde la antigedad el hombre se ha preocupado de proteger su
calidad, son muy antiguas las reglas de construccin para el
tratamiento y purificacin del agua y su proteccin contra La
Contaminacin.
2.1. FUENTES DE CONTAMINACIN DE LAS AGUAS
Dentro de ellos se tiene los siguientes:
a) Por efecto de la naturaleza
- Erosin del suelo: polvo, minerales del suelo. - Descomposicin de materiales orgnicas: hojas, cadveres.
- Plantas y animales: micro - organismos, parsitos e insectos.
Radioactividad: uranio y sus derivados.
b) Por efecto de la actividad humana
- Domestico: detergentes, desperdicios, microorganismos, parsitos.
- Industrias: depende de la produccin Industrial
- Transito: derivados de petrleo, adicin, a los lubricantes, plomo.
- Minas: dependo del tipo de produccin.
- Agricultura: pesticidas, fertilizantes, cidos, desinfectantes,
escorias bsicas, excremento de los animales, desperdicios
agropecuarios.
- Radioactividad: exploraciones nucleares, desperdicios de las
fbricas laboratorios y minas nucleares.
En las aguas contaminadas existen un mundo de microorganismos, los
cuales ocasionan las llamadas epidemias hdricas en los EE.UU., en
los primeros 50 aos del presente siglo, se han presentado 40
epidemias hdricas con 13,000 enfermos y 200 muertos. Por las aguas
contaminadas se pueden transmitir las enfermedades siguientes:
- Bacterias.- clera, disentera basilar, enfermedades de cerdos, fiebre de lodo. etc. Fiebre tifoidea, varicela.
- Helmintos.- enfermedades por gusano, enfermedades de equinococosis, esquisto soniasis.
- Protozoarios.- disentera amoblara. - Virus.- hepatitis, infecciosa. - Grupo 2.- enfermedades diarreicas. - Grupo 3.- gripe del diablo (pleurodinia) parlisis infantil
(Poliomielitis). 3. CONTAMINACIN DEL SUELO O DE LOS SISTEMAS HIDRICOS El lugar sobre el cual habitamos tambin se ve contaminada, de acuerdo a
lo cual pueden dividirse en:
- Suelos cidos.- los suelos cidos contienen cidos hmicos y derivados de rocas magnticas.
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- Suelos alcalinos.- mientras que los suelos bsicos alcalinos son en general compuesto calcreos.
3.1 FUENTES DE LA CONTAMINACIN DEL SUELO dentro de
ellos se tiene: a) Por efecto de la naturaleza
- Composicin del suelo.- minerales y metales pesados,
microorganismos. b) Por efecto de la actividad humana
- Domestica: basurales y polvo, materiales en descomposicin, parsitos.
- Industrias: depende de la actividad industrial.
- Minas :depende de la explotacin minera
- Agricultura: partculas y fertilizantes cidos, bases,
desinfectantes, microorganismos, parsitos.
- Radioactividad: en general depende de la sedimentacin del aire o
precipitacin con las aguas.
AGUA.- El agua es un elemento indispensable para la vida cubre casi
cuatro quintas partes de la superficie terrestre y en el hombre representa
aproximadamente el 70% del peso total de su cuerpo. El hombre la utiliza como elemento para su nutricin, sea como bebida o
como integrante de alimentos, 1a requiere para el lavado de trastes y
ropa, 1a exige para el bao y dispone de ella para alejar sus desechos,
proporcionar comodidad y resolver numerosos problemas de su vida
cotidiana, produciendo electricidad y vapor .pero la salud humana depende
no solo de la cantidad, sino tambin de la calidad del agua que utiliza.
Segn la organizacin mundial de la salud, casi la cuarta parte de las camas
disponibles en todo los hospitales del mundo estn ocupados por enfermos
cuyas dolencias se deben a la insalubridad del agua. ROL DE LA CAPA DE OZONO EN LA ATMOSFERA. Una preocupacin es el cambio en la capa de ozono (03) en la alta
atmsfera la cual absorbe y protege la vida terrestre de los rayos
ultravioleta que puede daarla.
Esta capa podra ser destruida a travs de gases tales como los
"freones" de nombre qumico: floroclorometanos. Estos gases son inertes en
la naturaleza (atmsfera) pero llegando hasta la capa de ozono y
expuesta a los rayos ultra violetas se descomponen liberando el cloro
que reacciona con el ozono destruyendo esta capa protectora.
Debido al crecimiento de la utilizacin de estos gases ,se han notado su acumulacin en la alta atmsfera, causando preocupacin para la vida terrestre . Estos gases que son bases de los "Spray" tienen una enorme.
Utilizacin y se intent reemplazarlo con el butano, pero ste
Tiene el inconveniente de ser inflamable, y el cloruro de
vinilo que podra usarse es venenoso y cancergeno. Los xidos
de nitrgeno de combustin o fertilizantes tambin atacan la
capa de ozono.
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PARTES DE LA ATMOSFERA
Definicin.- La atmsfera es una masa gaseosa que envuelve a la
tierra en su diferentes capas y cumple las funciones, conserva
vida de todo los seres ,porque contiene diferentes
elementos como: oxgeno, nitrgeno y otros elementos que pueden
ser favorables y desfavorables para la vida.
La atmsfera se encuentra dividida en las siguientes capas y son:
1. Troposfera.- con una altura de 12 km. En los polos y en el Ecuador 18 km. Tomando como promedio 15 km. sta rea a la superficie
terrestre donde ocurren fenmenos meteorices acuosos, nubes,
relmpagos, cambios de temperatura .entre la troposfera y la
estratosfera existe una lnea divisora que es la tropopausa en
donde los fenmenos metericos terminan.
2. Estratosfera.- con una altura desde los 15 km. a 30km. en donde existe dos capas, una de ellas es capa de sulfato (so3) de 5 km. de
espesor, est cerca de la tropopausa la otra es de ozono (03) capa
de los sulfatos, es producto de Las precipitaciones donde se juntan
todas las sales C0, C02 sea los polvillos, finillos y esta capa
tiene la funcin invernado artificial, donde ocurre el ocurre el
famoso osmosis y combustin media originando cambios de
temperatura.
La capa de ozono tiene una altura aproximadamente de 30 a 35 km.
sta capa no permite el paso de los rayos ultravioleta y de la
radiacin de la vida lctea.
Entre la estratosfera y messfera existen otras capas denominadas
estratopausa.
3. Messfera.- se encuentra entre 30 a 75 km. capa muy importante que contiene gases raros en los que los meteoritos que ingresan a la
atmsfera en la cual se disipan y los aerolitos que ingresan se
gasifican.
4. Ionosfera.- se encuentra entre los 75 a 575 km. en donde existen muchas capas, la mesopausa est cerca de la lnea divisoria, en
esta capa se producen las auroras.
5. Exosfera.- capa divisoria ionosfera y a partir de ella la capa en donde los rayos rebotan.
6. Magnetsfera.- capa magntica terrestre , en donde la atmsfera es
un escudo de aire intangible e invisible que envuelve a la tierra y
la protege de los rayos del sol ,y de la mayora de las radiaciones
csmicas volatizando casi todo los meteoritos antes de que
alcancen.
CALIDAD Y CANTIDAD DEL AGUA Calidad.- Para que el pueda considerarse apta para la bebida y
rena Las caractersticas como salubridad, color, olor, etc. Y
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aseguren su inocuidad o en otros trminos garantice su
potabilidad, debe cumplir ciertos requisitos o normas que
conciernen a las caractersticas fsicas, qumicas, y
Bacteriolgicas.
CARACTERSTICAS O PARMETROS FSICOS
Son las que ms impresionan al pueblo consumidor; sin
embargo, tiene menor importancia desde el punto de vista
sanitario, ellos son: color, temperatura, olor, sabor y
turbiedad .
Color.- Es la impresin ocular, producida por las materias en
el agua; precisa distinguir el color aparente y el color
verdadero.
El primero resulta ligado a la turbiedad, el color verdadero
depende de las sustancias minerales disueltas, especialmente
sales de hierro y manganeso y materiales coloidales de
naturaleza orgnica, el agua debe ser incolora.
Turbiedad.- La turbiedad del agua se debe esencialmente a
materias en suspensin tales como arcilla y otras sustancias
inorgnica finamente divididas o materias similares y
organismos microscpicos.
Las aguas turbias tienen desagradable presentacin esttica y
son rechazadas por el consumidor.
Se elimina la turbiedad a travs de tratamientos especiales
(coagulacin, sedimentacin, y filtracin).
Olor y Sabor
Olor.- Es la impresin producida en el olfato por materias
Voltiles contenidas en el agua.
Sabor.- Es la sensacin gustativa que producen las materias
Contenida en el agua.
Los sentidos del gusto y del olfato aunque distintos, estn
Intensamente relacionados; referente al agua, mucho de los
llamados sabores son en realidad olores.
Temperatura.- La temperatura del agua en verano debe ser
Inferior a la temperatura ambiente, y en invierno debe ocurrir
lo contrario.
Se estima que una temperatura del agua entre: 5yl5C es
agradable al paladar.
CARASTERISTICAS O PARMETROS QUMICOS
Las sustancias minerales contenidas en el agua deben quedar
comprendidas entre los limites que la experiencia ha encontrado
necesario o tolerable para el consumo humano, las cuales en su
mayor parte sido fijados por normas. Las cantidades mximas de
sustancias qumicas en disolucin que permitan las normas para
agua potable son:
SUSTANCIAS LIMITE MAXIMO Fenol 0.001 p.p.m. (compuesto De cido
frrico en trminos de Fenol)
Arsnico 0.05 p.p.m. Selenio 0.05 p.p.m.
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Cromo Hexavalente 0.05 p.p.m. Plomo 0.10 p.p.m. Fe y Mn. 0.30 p.p.m.
Flor 1.50 p.p.m. Cobro 3.00 p.p.m. Zinc 15.00 p.p.m. Magnesio 125.00 p.p.m. Cloruros 250.00 p.p.m. Nitrgeno 20.00 p.p.m.
El residuo total disuelto en el agua no debe exceder de 500
p.p.m., pero en caso de no disponer de fuentes de mejor calidad se
podrn aceptar hasta 1500 p.p.m. siempre que la autoridad sanitaria
lo acepte. El agua tratado debe cumplir los siguientes requisitos:
a) La alcalinidad determinada con fenolftalena como indicador y
expresada en carbonato de calcio, no excedente de 15 p.p.m. ms
0.4 veces la alcalinidad total (sta condicin limita el PH a 10.6
y a 2 5C).
b) La alcalinidad en carbonato normal expresada en p.p.m. de
carbonato de calcio no deber exceder de 120 p.p.m. la
alcalinidad en carbonato normal es funcin de la
concentracin de iones hidrgeno y de la alcalinidad total y para
que no exceda su valor de 120 p.p.m. debe mantenerse la
alcalinidad total dentro de los lmites indicados en las tablas
siguientes ,para valores de PH respectivo:
Valorea de PH Limite para alcalinidad total p.p.m. como: Ca COJ
0.0 a 9.6 400 9.7 360 9.8 300 9.9 260
10.0 2 30 10.1 210 10.3 100
10.4 170 10.5 a 106 106
Estos valores se determinan con el agua a 25C las sustancias
minerales en lo posible deben tender a una agua estable es decir que
no sea corrosiva ni incrustante.
Pureza.- es el contenido de sales de calcio y magnesio, pero est
constituida, adems por sales de Fe, Mn, Cu, Ba, Zn, Pb, las cuales
se encuentra en pequea proporcin y por tanto no se considera desde
esto punto de vista.
Segn el contenido de Ca y Mg, la dureza se clasifica
artificialmente como sigue:
- Agua blanda, dureza hasta 50 p.p.m. - Agua moderadamente duras, entre 50 a 150 p.p.m.
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- Aguas duras entre 150 a 300 p.p.m. - Agua muy duras, sobre 300 p.p.m. Entre los inconvenientes que presenta la dureza se destacan:
a) Mayor consumo de jabn. b) Alteraciones de los procesos industriales. c) Incrustaciones en caeras de aduccin. d) Incrustaciones en calderas y alimentadores de agua caliente. e) Incrustaciones en utensilios de cocina (sarros). La acidez.- se refiere al contenido ion H+ en el agua.
El agua se disocia dbilmente en ion H+ y ion OH-, existiendo
una relacin constante entre ellos y la cual es funcin de la
Temperatura.
Para el agua destilada o neutras, PH=7;si el agua tiene un PH
inferior a 7 es acida y si es superior es bsica .
La acidez tiene gran importancia en todos los procesos de
tratamiento adems tiene una funcin fundamental en el aspecto
corrosivo o incrustante del agua .
CARACTERSTICAS O PARMETROS BACTERIOLGICOS
Las condiciones bacteriolgicas del agua son fundamentales desde el
punto de vista sanitario el agua debe estar exenta de grmenes
patgenos de origen entrico y parasitario intestinal, que son los
que pueden trasmitir enfermedades como por ejemplo: salmonellas,
shigellas, ebarthallas, ambas, etc. Su hallazgo no es solamente
difcil, sino dudoso que pueda encontrarse en la muestra.
El examen bacteriolgico tiende a mostrar la contaminacin fecal o
presencia de los grmenes del grupo coliforme.
Por coliforme se conocen todas aquellas entero bactericeas que
fermentara rpida y precozmente la lactosa con formacin de cido y
gas.
Para que el resultado del examen bacteriolgico del agua de consumo
tenga valor, debe reunir 4 requisitos fundamentales:
a) Las muestras tienen que recogerse en forma correcta. b) Debe tomarse un nmero de muestras que sea representativo es decir
que el # de ellas sea funcin de la poblacin servida por el
servicio.
c) Que las muestras reflejen la calidad real de las aguas entregadas al consumo.
d) Que el anlisis bacteriolgico sea realizado por servicios estatales o laboratorios componentes.
NORMAS DE CALIDAD
Tabla de caracteres: Fsico, Qumico y bacteriolgico que debe
satisfacer el agua potable para el consumo humano (segn el
reglamento federal de la direccin de ingeniera sanitaria, sobre
obras de provisin de agua potable).
Fsicos.- Turbiedad mxima: 10 (escala de Slice ) PH
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de 6.0 a 8.O Inodora.
Sabor: agradable.
Color mximo: 20 (escala; platino - cobalto). Qumicos.
- Nitrgeno(N)amoniacal, hasta: 0.50
- Nitrgeno(N)proteico, hasta: 0.10
- Nitrgeno(N)de nitritos(con anlisis bacteriolgico aceptable ,hasta : 0.05
- Nitrgeno (N) de nitratos, hasta : 5. 0 0
- oxigeno(O)consumido en medio cido, hasta: 3.00
- Slidos totales, de preferencia hasta: 500.00
Pero tolerndose hasta: 1000.00
- Alcalinidad-total, expresada en CaCo, hasta: 400.00 - Dureza total, expresada en Caco, hasta: 300.00
- Dureza permanente o de no carbonato ,expresada
en CaCo, hasta:(en aguas naturales) 150.00
- Cloruros, expresado en Cl, hasta: 250.00
- Sulfato, expresado en Mg, hasta: 125.00
- Zinc, expresado en(Zn),hasta: 15.00
- Cobre, expresado en(Cu): 3.00
- Fluoruros, expresado en(Fl), hasta: 1.50
- Fierro y manganeso, expresado en(Fe, Mn)hasta: 0.30
- Plomo expresado en(Pb),hasta: 0.10
- Arsnico, expresado en(As),hasta: 0.05
- Selenio, expresado en(Se),hasta: 0.05
- Cromo Hexavalente, expresado en(Cr),hasta: 0.05
- Compuestos fenlicos, expresado en(Fenol)hasta: 0.001
- Cloro libre, en aguas cloradas, no menor de: 0.20
- Cloro libre, en aguas sobre cloradas, no menos de: 0.200 ni ms de:
1.000 BACTERIOLGICOS
El agua potable estar libre de grmenes patgenos procedentes de
contaminacin fecal humana.
Se considerar que una agua est libre de esos grmenes patgenos
cuando la investigacin bacteriolgica de cmo resultado final:
a) Menos de (20) organismos de los grupos : COLI y COLIFORME por litro de muestra, definindose como organismos de los grupos COLI y
COLIFORME todos los bacilos aerbicos aerobios y/o anaerbicos
facultativos, no esporgenos, negativos, que fermentan el caldo
lactosado con formacin de gas.
b) Menos de (200) colonias bacterianas por mililitro de muestra, en la placa de aguas incubadas a 37C por 24 horas.
c) Ausencia de colonias bacterianas licuantes de la gelatina
cromgenas o ftidas, en la siembra de un ml. De muestra en
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gelatina incubada a 20C por 48 horas.
Poblacin Servida N Mnimo de Pruebas Mensuales 2.500 o menos: 1
10,000 o menos: 7
25,000 o menos: 25 100,000 o menos: 100 1000, 000 o menos: 300 2000, 000 o menos: 390 3000,000 o menos: 4 50
Los mtodos que se usan para las investigaciones fsicas, qumicas y
bacteriolgicas anteriores sern los que fijo la secretara de
salubridad y asistencia, o los que sugiera la Organizacin Mundial de
la Salud (0.M.S .).
TOMA DE MUESTRAS
MUESTRA. PARA. ANLISIS BACTERIOLGICO.- En general se usan
frascos de vidrio de 100ml. boca ancha y tapn esmerilado; a
los frascos perfectamente limpios y taponados ,se les cubre el
tapn y cuello con papel manila o papel aluminio preparadas en
sta forma se esterilizan, si se sabe o se sospecha que el agua
contiene cloro, se ponen unos cristales de triosulfato de sodio
en los frascos antes esterilizados o antes de esterilizarlos este
producto detiene la accin bactericida del cloro.
Despus de tomar la muestra, los frascos se colocan en cajas con hielo
y se transportan al laboratorio lo antes posible para evitar errores
en el resultado (24 horas como mximo).
MUESTRA PARA ANLISIS QUMICO.- Se necesita cuando menos 3
litros de agua, puede usarse cualquier envase de vidrio,
asegurndose que est escrupulosamente limpio el tapn de hule
o corcho, se cubre con papel celofn antes de colocarlo, para evitar
que entre en contacto directo con el agua antes de tomar la muestra el
envase se enjuaga varias veces con el agua que se va a analizar.
En muchas ocasiones, no basta una sola muestra, a veces se hace
necesario tomar varias del mismo abastecimiento en distintos
lugares e inclusive a diferentes horas del da.
Al frasco con la muestra se le pone una etiqueta anotando lecha,
localidad, entidad federativa, sitio donde se toma la muestra,
naturaleza de la fuente (arroyo, lago, hidrante etc.)temperatura del
agua y del ambiente, etc. Ahora llevar la muestra lo antes posible al
laboratorio.
1).- Si la muestra se toma de una casa o edificio, primero flamear
la boca de la llave para matar grmenes que contenga,
luego djese escurrir libremente el agua por un tiempo y
llnelo al frasco de agua, sin pegarlo a la llave.
2).- si la muestra se toma de una corriente, sumergir el frasco hasta una profundidad de 15 cm. Con la boca puesta en direccin contraria a
la corriente para evitar entrada de agua que ha estado en contacto con
la masa.
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CANTIDAD DE AGUA
Una de las preocupaciones de las autoridades encargadas es
fundamentalmente la de dotar agua a una poblacin y el verificar el
servicio fundamentalmente la fuente de abastecimiento es capaz de
satisfacer el consumo de esa poblacin, tanto en el presente como en
el plazo de previsin que se estima en 20 aos .el consumo de agua
de una comunidad puede clasificarse en forma convencional en 4
grupos:
- Domstico.
- Pblico.
- Prdidas.
- Industrial.
CICLO HIDROLGICO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE IA CONTAMINACIN
Se refiere al movimiento de las aguas dentro de la naturaleza por
efecto de la radiacin solar, que comienza con La evaporacin en el
mar, luego la condensacin, despus la precipitacin en forma de
lluvia, al llegar a la superficie terrestre, parte se escurre hacia
los mares u ocanos y el resto se infiltra para formar las aguas
subterrneas y finalmente llegar al ocano. Las aguas de lluvia, a
su paso por la atmsfera, absorben bixido de carbono y otros gases
que pueden hacerla acida y an corrosiva, pero estn menos expuestas
a contaminacin con bacterias y parsitos. An recogindose. de
buena calidad, no constituyen fuentes de aprovechamiento constante,
por lo cual deben colectarse en poca de lluvia y almacenarse durante la sequia. El agua de mar con alto contenido de sal se encuentra
tambin contaminado debiendo para su uso tratrsele por medio La
evaporacin artificial.
FUENTES O CAPTACIN DE SISTEMAS ACUTICOS
SISTEMAS ATMOSFRICOS O METEORICOS (Lluvias)
Precipitacin.- En ciertos casos en que no se dispone de agua
subterrnea susceptible de ser captada econmicamente para la
zona rural o es prohibitiva la utilizacin del agua superficial
por la distancia de conduccin o costo de la instalacin se
recurre al agua de lluvia.
El agua pluvial a su paso por la atmsfera arrastra polvo y
disuelve gases tales como anhdrido carbnico, oxigeno y otros
que la hacen corrosiva, pero no se contamina prcticamente por
Flamear la llave antes de tomar la muestra.
Frasco de 100 c.c con boca para tapn esmerllado.
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bacterias y parsitos Siendo el agua de lluvia de buena calidad
y como no es constante durante el ao, por lo que se debe
almacenar en poca de lluvia para ser usada en poca de sequa y
al almacenar puede, sufrir contaminacin, por lo que hay que
extremar las precauciones en ste sentido.
Captacin de aguas de lluvias
Nivel variable
Loma directa por bombeo
En corrientes superficiales
toma indirecta por bombeo
Planta
Toma por gravedad CORTEE
Plantilla de canal de desviacin
Techo
bomba
Nivel variabl
e
Captacin de aguas de lluvia
Tanque de almacenamiento
Canal de desviacin
Rejillaa
Nivel constante
Atraque de Cconcreto
Table estacado
Table estacado
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b) En plano o llano
a) En ladera
CAPTACIN DEL AGUA SUBTERRNEA (MANANTIALES)
Cisterna sanitaria con filtro de agua
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OBRAS DE CAPTACION
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SISTEMA CONTINENTAL
AGUA SUPERFICIAL La provisin de agua innocua y satisfactoria
para una poblacin proveniente de una fuente superficial es un
problema bastante serio, ya que por razones econmicas no es
posible construir una pequea planta de tratamiento de acuerdo
con las tcnicas requeridas para tal efecto.
Sin embargo se darn algunas soluciones y aunque hay gran
probabilidad de que la operacin y mantenimiento del sistema sea
defectuosos, de todos modos el agua tratada ser de superior
calidad a la que consume la poblacin sin tratamiento previo. El
agua superficial para consumo de la poblacin proviene de ros,
acequias, canales etc. Como primera medida sanitaria debe
evitarse la contaminacin de la fuente, en especial la
proveniente de heces humanas y residuos industriales. El agua
superficial se puede clasificar en:
a) Agua clara
b) Agua turbia.
Ambas aguas son sospechosas de estar contaminadas y es casi una certeza
cundo atraviesan centros poblados.
El agua clara se puede utilizar previa filtracin desinfeccin.
Segn sea el tipo de contaminacin podra suprimirse la
filtracin.
El agua superficial turbia necesita ser decantada, filtrada y
desinfectada. La decantacin se puede realizar mediante recipientes
por gravedad hasta que se clarifique o por medio de el jugo
proveniente de la maceracin de algunos cactos, especialmente
tallos y hojas de tunas, el cual se mezcla con el agua, se agita y se
deja reposar.
Deshielo
EMBALSE
LAGOS Y LAGUNAS
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AGUA SUBTERRNEA.- Existen 2 posibilidades para abastecer de
agua a la poblacin.
1. Manantiales. 2. Norias y Pozos sanitarios.
1. Manantiales.- Proviene de cursos de agua subterrnea que afloran a la superficie, por fallas o accidentes de estratos
impermeables. Generalmente se piensa que el agua de un
manante no se contamina lo cual es un error.
2. Norias y pozos sanitarios.- Las norias o pozos sanitarios consiste en excavaciones efectuadas en el terreno que penetra
en el acufero y el agua se extrae a travs de bombas
apropiadas.
SISTEMA MARTIMO
Ocanos y Mares. - Hasta la fecha no se ha logrado en forma
satisfactoria la potabilizacin de agua de ocanos y mares. Los
sistemas actuales para potabilizar el agua puede agruparse en 6
mtodos:
1. Destilacin. 2. Electrodilisis. 3. Separacin por congelacin. 4. Osmosis invertida. 5. Intercambio inico. 6. Extraccin por disolventes. 1. Desalacin por Destilacin.- El agua salada se coloca dentro
de un recipiente para ser hervida o evaporada, se conduce a otro
recipiente donde se condensa el agua pura.
2. Desalacin por Electrodilisis.- El agua salina se divide en
2 corrientes separadas por membranas delgadas de plstico. La
mitad de las membranas son permeables a los seres positivos y
repelen a los seres negativos, mientras sucede lo contrario en
la otra membrana.
3. Desalacin por el sistema de separacin por congelacin.-
Donde el agua salada se somete a temperaturas bajas, parte se
congela formando cristales de hielo y el resto permanece. 4. la smosis Inversa (invertida).- Para poder purificar el
agua necesitamos llevar a cabo el proceso contrario al de la
smosis convencional, es lo que se conoce como smosis Inversa.
5.Intercambio Inico.- es un proceso rpido y reversible en el
cual los iones impuros presentes en el agua son reemplazados por
iones que despiden una resina de intercambio de iones. Los iones
impuros son tomados por la resina que debe ser regenerada
peridicamente para restaurarla a su forma inica original
6. Extraccin por disolventes.- consiste en mezclar una solucin
acuosa, que contiene el compuesto orgnico a aislar, con un
solvente orgnico inmiscible con el agua.
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26
CAPITULO II CONTAMINACIN DEL AGUA
El agua de lluvia.- El agua de lluvia condensada prcticamente
es pura; pero a medida que se desplaza a travs de la atmsfera
absorbe gases, principalmente oxigeno y anhdrido carbnico
arrastra partculas de polvo, humos, bacterias, esporas y otras
impurezas. Las cuales en si no tienen gran significado
sanitaria. El agua de lluvia se caracteriza por su carencia de
sales minerales, es blanda saturada de oxigeno con alto
contenido de CO2 por consiguiente corrosiva.
La nieve, escarcha, granizo.- Gran parte de la nieve escarcha y
granizo que cae en una vertiente, se conserva almacenada en la
superficie de tierra hasta la temperatura se eleva sobre la de
congelamiento. EL almacenamiento de nieve es una fuente
importante de abastecimiento de agua, stas generalmente son
aguas exentas de grmenes y sales.
Agua superficial.- El agua superficial est formada de
escurrimientos directos y del flujo bsico, sea aquella porcin
de la descarga de una corriente obtenida de la aportacin de
agua de subsuelo o de otras fuentes independientes debidas por
la vegetacin que la retorna a la precipitacin neta que di
origen al escurrimiento superficial. Este ltimo est formada
por la precipitacin que no penetra por infiltracin en el suelo
o bien que no regresa a la atmsfera.
ROS.- El agua de los ros requiere por lo comn de los mayores
recursos para su tratamiento. La turbiedad o enturbiamiento, el
contenido mineral y el grado de contaminacin varan
consideradamente de un da a otro. La variacin de la
temperatura del agua durante el ao tambin puede hacerla
indispensable especialmente durante los meses calurosos de
verano.
El abastecimiento de ri se refiere solamente cuando no es
posible obtener agua de otras fuentes seguras.
Lagos, Lagunas.- Los lagos o lagunas pueden proporcionar agua de
calidad excepcionalmente buena cerca de sus mrgenes y en la
vecindad de descargas o de corrientes fuertes, adems necesita
un tratamiento mnimo la disponibilidad de cantidades de agua
prcticamente ilimitadas constituye una ventaja decisiva.
Desgraciadamente, sin embargo los medios ms deseables para
disponer de las aguas negras de una ciudad que consisten
frecuentemente en descargarlas al mismo lago o laguna, del que
se suministran al agua. Debe tenerse gran cuidado para localizar
tanto los puntos de tomas de agua como los de descarga de
drenajes, para que a la planta de tratamiento llegue agua con el
mnimo de contaminacin.
Embalses.- La cantidad de agua que lleva una corriente est
sujeta a muy grandes variaciones de un da a otro, as como las
diferentes pocas del ao. Cuando el consumo de agua es mayor, o
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27
incluso cercano al del caudal de la corriente, puede ser
necesario construir una represa creando as un embalse para
almacenar el agua durante la temporada de lluvias, la cual ser
utilizada durante la subsecuente poca de estiaje. Los embalses
tienen, adems la ventaja de eliminar la mayor parte del lodo o
enturbiamiento del agua, por sedimentacin, durante el
almacenamiento. Puede haber ventajas adicionales tales como la
disminucin de bacterias y tambin desventajas como las
producciones de olores y sabores debidas a las algas.
Manantiales.- Aparecen donde un estrato que lleva agua alcanza
la superficie del terreno o donde las fisuras de la roca
"afloran" a La superficie, en condiciones tales que el agua
subterrnea es forzada a travs de las grietas. El primer tipo
de manantial es usualmente de origen local, y debe tenerse gran
cuidado para aislarlo de las fuentes de contaminacin cercanas.
Es difcil averiguar el origen de un manantial surgido entre
rocas, a no ser que se logre un conocimiento detallado de las
formaciones geolgicas del area en cuestin. Aunque el
aislamiento de las fuentes cercanas de contaminacin sea menos
Importante en este caso que en el anterior, debe tenerse
presente que Las materias contaminantes pueden pasar por las
grietas de las rocas a grandes distancias, sin que mejore la
calidad del agua, como sera el caso si sta pasara a travs de
arena.
Se han ideado muchos mtodos para captar agua de manante. Todos
los manantes, deben cubrirse y el agua sobrante debe entubarse
hacia fuera de la estructura para que el agua superficial no
pueda penetrar en el manantial durante los periodos de
inundacin no importa cul sea el tipo de construccin. No es
necesario ventilar las estructuras de los manantiales por lo
tanto debe evitarse toda clase de aberturas; excepto la
indispensable para la inspeccin, provista de una cubierta que
pueda cerrarse bien, para cimentar la caja colectora debe
excavarse hasta encontrar una capa impermeable retirando, en
ningn caso se har detonar cargas explosivas en un manantial,
para evitar que el agua se desvi o desaparezca.
Galeras.- La captacin de aguas mediante galeras tambin es
procedente de aguas subterrneas con la finalidad de reunir agua
longitudinalmente con fines de drenar una determinada extensin
no adecuada para abastecer de agua a una poblacin con fines de
consumo. Puesto que se contamina la captacin de aguas mediante
galeras para abastecer de agua a una poblacin se realiza en
terrenos que tenga excesiva pendiente mediante tneles
horizontales (galeras profundas). Una vez perforada la galera
se hormigona la base y se tiende una colectora para reunir el
caudal lo dems se rellena con piedra en seco o se deja hueco en
previsin de eventuales acumulaciones.
Pozo.- Las causas de contaminacin de un pozo son:
1. Filtracin de aguas superficiales
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2. Escurrimiento de aguas superficiales dentro del pozo 3. Cada de materias dentro del pozo: basuras, tierra,
excremento, etc.
4. Introduccin de utensilio sucio para extraer el agua. Estas contaminaciones se evitarn:
a) Construyendo un ademe (muro) impermeable para que evite las filtraciones dentro del pozo.
b) Levantando el terreno alrededor del pozo unos 20 era. Formando un declive hacia fuera.
c) Tapando el pozo con un cubierta de concreto reforzado. d) Instalando una bomba. Aguas Marinas. - Las aguas marinas que representan el 94% del
total de agua del globo terrqueo, se encuentran en estado
salinos, las aguas marinas estn constituidas por ocanos y
mares. El exceso de sal (cloruros) produce sabor desagradable y
limita su uso.
Ocanos y Mares.- En pequea cantidad es incolora; en grandes
masas, toma coloracin acentuada por los animales y plantas
microscpicas que la pueblan. La temperatura es variable segn
las latitudes, como tambin lo es su peso especfico en los
distintos ocanos. La densidad varia de 1.0149 a 1.029 gr./cm3
las cantidades de gases disueltas varan fundamentalmente con la
temperatura, luz, profundidad, etc.
El inmenso potencial de los ocanos para suministrar agua dulce, tanto
para riego como para uso domstico e industrial, ha hecho que invest-
gadores y hombres de ciencia dediquen una preocupacin especial para
encontrar la clave que permita potabilizar el agua en forma
econmica.
Las principales constituyentes del agua del mar son:
Constituyente Concentracin Constituyente Concentracin
(Cloruros sal) p.p.m. (Cloruros sal) p.p.m.
Cl 18,980 Fl 1.4
Na 10,500 Rb 0.2
SO4 2,560 Al 0.16-1.9
Mg 1,272 Ba 0.05
Ca 4 00 Li 0.10 K 380 I 0.05
HC03 14 2 Sr02 0.04-8.6
Br 65 N 0.03-0.9
Sr 13 Zn 0.005-0.01
B 4.6 Pb 0.004-00.0
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29
CAPITULO III
EVALUACIN DE LA CONTAMINACIN
La evaluacin de la contaminacin del agua es importante porque nos
dar pautas de las procedencias de la contaminacin y en lo futuro se
pueda prevenir o evitar la contaminacin mediante obras de arte de
acuerdo a su magnitud, de agua solucionada.
Definiciones:
a) Agua cruda.- Aquella que existen en la naturaleza y que no ha sido
tocada por el hombre tal como se encuentra en La naturaleza.
b) Agua blanca o potable.- Aquella que se obtienen en laboratorios y
tenga ciertas caractersticas fsica, qumica y bacteriolgicas
adecuadas para el consumo humano despus de un tratamiento.
c) Agua negra.- O solucionada son aquellas aguas crudas o potable que
han sido alteradas en sus caractersticas. No apta para el consumo
humano.
Contaminacin Natural
Fsica, qumica, bacteriolgica, natural.
Se puede evaluar una contaminacin natural del agua, fsica,
qumica, y bacteriolgica como sigue:
El agua de lluvia es pura. En su camino hacia la tierra, arrastra
partculas de polvo y gases al caer, escurre en la superficie,
arrastrando materias orgnicas en descomposicin, desechas de
diversas naturalezas (humanos, animales, industriales, etc.) sales
diversas y numerosas bacterias despus formar arroyos que irn
a los ros o lagos y lagunas. Pueden infiltrarse en la tierra,
arrastrando numerosos organismos muchos de ellos nocivos. Si
penetra a grandes profundidades su paso a travs de la tierra la
filtra purificndola, de modo que, al incorporarse a las
corrientes profundas, carece de materia orgnica y queda libre
de bacterias, pero en cambio puede recoger, si el terreno es
rico en minerales sustancias que la hagan inadecuadas para las
necesidades humanas. El proceso mencionado se produce sin la
intervencin del hombre.
El aspecto, del agua no basta para conocer si es apropiada para
el uso humano, especialmente de bebidas, pues puede contener-
sales nocivos que actan como venenosas, aunque sea lentamente,
o bacterias y parsitos que produzcan enfermedades y que no son
apreciables a simple vista y cuantas sorpresas ofrecen los
exmenes qumicos y bacteriolgicos en aguas de aspecto limpio y
sin olor alguno y aun de sabor agradable.
Polucin artificial.- La polucin artificial o contaminacin
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artificial es a causa de la intervencin del hombre dilectamente
como sigue:
- Por desperdicios domiciliarios.
- Industriales.
- Petroleros.
- Agrcolas.
- Plantas atmicas. Desperdicios domiciliarios.- Una instalacin domiciliaria
defectuosa puede dar origen a los siguientes riesgos:
a) contaminacin de alimentos. b) contaminacin de norias o pozos a travs de filtraciones de
las caeras.
c) Penetracin de aguas negras a las caeras de agua potable (conexiones cruzadas, sifonajes, etc.)
d) Entrada .de ratas a las viviendas a travs de rejillas, tubos, ventilaciones, etc.
e) Escape de gases de descomposicin. f) Alto costo de reparacin de los servicios. Industriales.- Los desechos industriales, ya sean lquidos o
slidos, son tambin depositados en las aguas. La contaminacin
depende de los productos elaborados de las industrias y se debe
estudiar en cierto caso especfico.
De las diferentes industrias provienen los siguientes materia
es:
- Sales inorgnicas.
- Materiales alcalinos y cidos.
- Materia orgnica.
- Materias en suspensin.
- Materiales flotantes.
- Agua caliente.
- Materias colorantes. Materias espumosas.
- Productos txicos y materiales radioactivos. Petroleros.- La contaminacin petrolfera se engendra por la
Acumulacin del petrleo proveniente del trnsito o por
accidentes, en su transporte, o en el caso de las perforaciones
de los pozos submarinos en momentos no adecuados.
El petrleo flota en el mar hasta su descomposicin bacterial,
cambia la tasa de evaporacin e impide el paso de la luz y a su
vez contaminando el agua.
Agricultura.- Todos los productos usados en la agricultura,
como fertilizantes, pesticidas y desinfectantes pasan a las
aguas mediante las lluvias, los fertilizantes generalmente,
debido a su rpida descomposicin llegan en menor cantidad.
Los fertilizantes como nitratos, ocasionan la contaminacin de
las aguas, que favorecen la proliferacin de una flora que
invade el agua con materiales orgnicas y que finalmente se
pudran, los nitratos pueden pasar a nitritos o a compuestos
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CONTAMINACION DE AGUAS Ing Jess Ormachea Carazas
31
nitrosos; Las primeras altamente venenosas para el hombre y los
animales y las segundas cancergenas.
Otros contaminantes son los desperdicios de la produccin
agropecuaria como las cscaras de naranja, de caf y otros cuya
acumulacin en las aguas ocasionan la muerte de los peces,
desconocindose su causa, cuya posibilidad sea la putrefaccin y
al consumo del oxigeno.
A travs del estircol se pueden transmitir los microorganismos.
El problema ms serio lo constituyen los desinfectantes (a base
de fenoles) que son venenosas para la vida acutica.
Planta atmica.- El desarrollo de la industria nuclear ha
ocasionado como consecuencia una radio contaminacin de las
aguas. Estas contaminaciones de las lluvias y nieve proviene de
la contaminacin atmosfrica, que en su mayor parte es
producida por las explosiones nucleares y ocasionalmente por
otras fuentes. Si sta agua contaminada se utiliza como
potable, tal como ocurre en la sierra despus de las explosiones
nucleares, pueden ser daina para el hombre y los animales.
En Las aguas superficiales La radio contaminacin puede
Provenir de:
- Las explosiones nucleares sub marinas.
- Los desages de los reactores.
- Las minas y fundiciones de los minerales radioactivos.
- Los desperdicios depositados en los ocanos.
- Los buques o submarinos con combustible radioactivo.
- El transporte acutico de los materiales radioactivos.
La radio contaminacin del mar puede provenir de las
explosiones nucleares efectuada: sobre su superficie.
En las minas el peligro de contaminacin proviene del uranio, del
radio o del radn.
Caractersticas de las aguas residuales.- Las aguas negras
contienen una pequea cantidad de slidos en un volumen
Proporcionalmente enorme. En las aguas negras ordinaria; pueden
esperarse que una tonelada o ms de agua lleve 450 gr. de
slidos (equivale a 500 p.p.m.) de los cuales la mitad estn en
solucin, una cuarta parte se depositar y una cuarta parte est
en suspensin.
Composicin de las aguas residuales.- Cuando los ros u otros
cursos reciben descargas de aguas negras o residuos industriales
lquidos deben considerarse tres aspectos fundamentales en
relacin con la auto purificacin natural:
a) Concentracin del grupo coliforme, que refleja el peligro relativo de infeccin por el uso del agua y mejoramiento
logrado a travs del proceso de auto purificacin.
b) Desagradable al sentido de la vista y del olfato o presencia de caractersticas estticas relacionadas con la calidad
-
CONTAMINACION DE AGUAS Ing Jess Ormachea Carazas
32
fsica y qumica del agua, que influyen en el aspecto
urbanstico de las zonas por las cuales atraviesan los cursos
de aguas receptoras.
c) Utilizacin del agua segn sus usos al control de la contaminacin por medios de plantas de tratamiento
debidamente diseadas y proyectadas.
Hay normas perfectamente definidas que precisan la calidad del
agua sanitaria desde el punto de vista bacteriolgico y
anlisis de Las aguas residuales (fsico, qumico y
bacteriolgico).
Anlisis fsico
1. Temperatura.- Es til la observacin de la temperatura, porque puede indicar los antecedentes de las aguas negras, su
efecto sobre las actividades biolgicas, la solubilidad de
los gases y el efecto do la viscosidad sobre la
sedimentacin. La temperatura normal de las aguas negras es
ligeramente mayor que la del agua de abastecimiento a causa
del calor agregado durante la utilizacin del agua la
actividad biolgica es mayor. A temperaturas ms altas, hasta
los 60C aproximadamente a medida que aumenta la temperatura
disminuye la viscosidad, con el incremento resultante en la
eficacia de la sedimentacin, siempre que no se produzcan
corrientes de conveccin desfavorables.
2. Color.- Las aguas negras recientes normales, tienen un color gris. Un color negro o muy oscuro puede indicar que las aguas
negras estn alteradas o son spticas, especialmente si tales
colores van acompaadas de olores spticos, otros colores,
suelen indicar la presencia de desechos industriales
caractersticos.
3. Olor.- Las aguas negras domsticas normales recientes, son prcticamente inodoras. Los olores a podrido as como los de
cido sulfhdrico y los de indol, estacol y otros productor;
de descomposicin indican que las aguas negras estn
alteradas o son spticas. Ciertos desechos industriales,
pueden dar a las aguas negras olores caractersticos.
4. Turbidez.- Las aguas negras son trbidas normalmente; cuanto
mayor es su fuerza mayor es la turbidez. Es esta una
caracterstica fsica que rara vez se indica.
5. Anlisis qumico.- Un anlisis Qumico con fines de sanidad
o higiene, proporciona datos tiles y especficos con
respecto al estado de descomposicin y la fuerza de las aguas
negras, para regular el funcionamiento de las instalaciones
de tratamiento, y para otros fines en el tratamiento y
evacuacin de las aguas negras y para la prevencin de
contaminacin de las corrientes. La uniformidad de
procedimientos prescrita por "mtodos tipo" permite la
comparacin de resultados obtenidos en distintas
instalaciones de tratamiento, en la tabla siguiente se dan
-
CONTAMINACION DE AGUAS Ing Jess Ormachea Carazas
33
composiciones tpicas mostradas por diversos anlisis
qumicos de aguas negras, de diversas concentraciones o
fuerzas. Se han anotado las cantidades de estas
constituyentes que suelen encontrarse en aguas negras tipo
fuerte, media y dbiles stos datos constituyen nicamente
una indicacin pues no se puede establecer una lnea divisoria
bien definida; entre las fuerzas de las distintas aguas negras.
Tabla (segn Babbit)
Anlisis qumico sanitario tpicos de aguas negras(miligramos
por litro)
Constituyente Fuerte Media Dbil Fuerte Media dbil
Slidos ,total 1000 500 200
voltiles 700 350 120
fijos 300 150 80
En suspensin ,total 500 300 100
Voltiles 300 100 50
Fijos 200 100 50
Sedimentables (ml/L) 12 8 4
DBO5 ,20C 300 200 100
Oxigeno consumido 150 75 30
Oxgeno disuelto 0 0 0
Nitrgeno , total 85 50 25
Orgnico 35 20 10
Amoniaco libre 50 30 15
Nitritos ( RNO2) 0.10 0.05 0
Nitratos ( RNO3) 0.40 0.20 0.10
Cloruros 175 100 15
Alcalinidad ( en CaCO3 ) 200 100 50
grasas 40 20 0
*Salvo indicacin en contrario
Anlisis bacteriolgico.- Para el anlisis bacteriolgico comprende
exmenes bacteriolgicos y microscopios. Rara vez se hace anlisis
bacteriolgicos del tipo higinico, en el estudio de las agua negras,
porque se sabe que hay presentes bacterias intestinales, que la
concentracin de bacterias es elevada, y que los recuentos de bacterias,
no constituye una orientacin para interpretar la fuerza de las aguas
negras. Para la eleccin de un mtodo de tratamiento o para
la regulacin del proceso de tratamiento. La ausencia de
bacterias, puede interpretarse como una indicacin de la
presencia de un bactericida como por ejemplo algn desecho
Industrial.
Los anlisis bacteriolgicos, se usan en los estudios de
contaminacin de las corrientes por solucin y en los de auto-
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34
purificacin.
Algunas veces, se hacen anlisis microscpicos y macroscpicos
para el estudio de las algas, hongos y animales inferiores, con
objeto de facilitar la determinacin del progreso en la
contaminacin de las corrientes por solucin y las condiciones de
funcionamiento de los filtros de arena y de otro tipo.
Es posible que un estudio microscpico de las aguas negras,
pueda mostrar la presencia de bacilos, Coccus y la bacteria
filamentosa Sphaerotilus Natans.
La presencia de organismos vivos en las aguas negras, tiene
importancia, porque muchos mtodos de tratamiento de las aguas
negras se basan en el efecto de la accin biolgica.
Ciclos aerobio y anaerobio
Ciclos de la materia orgnica.- La materia orgnica recorre un
ciclo y al que se le han dado en ocasiones los nombres de ciclo
de la vida y de la muerte, ciclo del nitrgeno o ciclo de algunos
elementos.
El ciclo el nitrgeno puede describirse aproximadamente del
Siguiente modo:
A la muerte de una planta o de un animal, se inicia la
descomposicin, acompaada a la formacin de urea, que se
descompone a su vez dando amoniaco. Esta se llama la tase ptrida
del ciclo del nitrgeno.
La fase siguiente es la nitrificacin, en la que los compuestos
Amoniacales se oxidan para formar nitritos y nitratos y
Prepararse de ste modo para servir e alimento a las plantas.
Y en la Ira fase de la planta viva, los nitritos y nitratos
sufren la des nitrificacin y de ste modo son utilizadas como
elemento vegetal o animal.
La fase ms superior de ciclo del nitrgeno, es la vida animal en
la que el nitrgeno forma parte de la sustancia del animal vivo o
se transforma en urea, amoniaco, etc. Por las funciones vitales
del organismo animal. A la muerte del animal el ciclo vuelve a
comenzar. El ciclo del nitrgeno, al igual que el ciclo de la
vida y de la muerte es tan solo una concepcin ideal, porque en
la naturaleza hay muchos cortos circuitos y retrocesos, que
impiden la progresin continua del ciclo. La concepcin de ste
ciclo es una ayuda para comprender los procesos biolgicos del
tratamiento de las aguas negras, porque stos procesos siguen de
un modo general, el ciclo de la vida y de la muerte.
Seres vivos en las aguas negras.- En las aguas negras viven
Organismos de diversos tamaos. Los ms pequeos son los virus y
los fagos, de tamao demasiado reducido para que puedan verse,
al microscopio. Le siguen en tamao las bacterias. Estas pueden
identificarse con La ayuda del microscopio y complementado con
La observacin de sus reacciones con respecto al medio. Otros
ligeramente mayores se conocen con el nombre de organismos
microscpicos identificables con el microscopio nicamente.
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35
Los organismos presentes en las aguas negras; pueden ser
perjudiciales, inofensivos o tiles. Los perjudiciales al
hombre son los grmenes patgenos, que producen enfermedades con
la fiebre tifoidea y la disentera.
Descomposicin aerbica y anaerbica
Hay dos medios para descomponer el contenido orgnico de las
aguas negras donde la bacteria es capaz de utilizar el oxigeno
libre. En los procesos su vida se llama descomposicin aerbica
donde la bacteria debe extraer el oxigeno de los compuestos,
pues no hay oxgeno libre se llama descomposicin anaerbica. En
los ambientes favorables donde puede aprovecharse a voluntad uno
u otro mtodo y ambos son tiles.
Por lo comn los lodos o cienos se tratan por mtodos
anaerbicos y los slidos en solucin o en condicin coloidal se
tratan por mtodos aerbicos.
En la figura se ve un esquema de flujo tpico de una estacin
depuradora con elemento para todas las fases del tratamiento,
ste mtodo del tratamiento completo se conoce como el de lodos
activados, con las letras F, D y T se sealan las distintas
fases fsicas, bioqumicas y trmicas. La accin es aerbica en
el tanque de aeracin y anaerbica en el digestor de lodos,
donde es destruida una parte de los slidos orgnicos y
concentrados las que restan antes de quemarlo en el incinerador,
el combustible proviene en parte de la misma materia en
descomposicin.
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36
Planta de tratamiento completo
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Tratamiento completo Mecanismo de polucin: zonas y duracin Mecanismo.- En el mecanismo y desarrollo del proceso de
contaminacin y auto purificacin pueden distinguirse cuatro
zonas bien definidas: 1. Zonas de degradacin. 2. Zonas de activa descomposicin. 3. Zonas de recuperacin. 4. Zonas de agua claras, si no se controla la carga que se vaca
al curso de agua.
1. Zonas de degradacin (A,B) .- Esta zona se encuentra
normalmente muy cerca del punto de descarga de las aguas
negras, en sta zona las cualidades fsicas y qumicas del
agua son deterioradas y las formas de vida inferior ms
tolerantes reemplazar a las formas de vida superior.
El lmite inferior de esta zona corresponde a una
distancia para la cual el contenido de oxgeno disuelto se
aproxima a 45% de saturacin con temperatura de verano, en
sta zona de degradacin aumenta la flora bacteriana, se
producen depsitos de lodos de alto contenido de materia
orgnica, decrece paulatinamente el oxgeno disuelto y se
incrementa el anhdrido carbnico. En cuanto viene la
descomposicin hongos acuticos reemplazan a las plantas
verdes y microorganismos superiores.
2. Zona de activa descomposicin (B-C).- Esta zona est caracterizada por la ausencia de oxigeno disuelto y
condiciones spticas, marcado color gris oscuro, con olor
caracterstico a descomposicin de aguas negras, depsito
de color negro viscoso y desprendimiento de burbujas de
gas, al establecerse la descomposicin anaerbica, se
incrementa el anhdrido carbnico y el amoniaco y las
bacterias anaerbicas reemplazan a los aerobios en
descomposicin que permanece hasta que la DBO es menor que
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la tasa de aeracin.
3. Zona de recuperacin (C-D).- En esta zona, las caractersticas son opuestas a la zona de degradacin.
Hay una gradual clasificacin del agua, el oxgeno
disuelto se incrementa hasta el punto de saturacin,
disminuye el anhdrido carbnico mientras que los
nitritos y nitratos aumentan, no hay burbujas. El
recuento bacteriano disminuye a medida que baja el
alimento del agua y se desarrollan protozoos, rotferos y
crustceos.
4. Zona de aguas claras (D-E).- Esta zona se caracteriza por una similitud con las aguas naturales, es atractiva en
apariencia y tiene vida animal y vegetal normal. En esta zona
hay bacterias aerobias junto con otro microorganismo, y las
condiciones permiten la vida superior (peces). En un curso de
agua en el cual se presenta mantener las condiciones agradables
al sentido de la vista y del olfato, que haya vida superior y
que sea atractiva desde el punto de vista urbanstico y el
contenido de oxgeno del agua no debe bajar de 5 p.p.m. Tal como
se estableci previamente y para ello es necesario estudiar
las ecuaciones de auto purificacin de los curso tendentes
a precisar y cuantificar la carga orgnica mxima permitida
en cualquier punto del curso considerados en funcin de la
demanda bioqumica del oxgeno(D.B.0.)algunos autores indican
el agua superficial se purifica en 12 km.
Demanda Bioqumica de oxigeno (D.B.O.).- La demanda de oxgeno
(DBO)en las aguas negras es la cantidad de oxgeno libre
consumido durante la estabilizacin aerobia biolgica en
especficas condiciones de tiempo, temperatura y dilucin.
Disposicin de las aguas negras cloacales.- ya que las
corrientes, los lagos y hasta el mar, tienen sus propios
poderes de autodepuracin es preciso hasta qu punto se puede
aprovecharse ste proceso en la disposicin de las aguas
cloacales y de los efluentes de las estaciones depuradoras.
Fundamentalmente entran en el problema dos fenmenos distintos
aunque correlativos:
1. Es como la materia orgnica ejerce DBO y la razn del proceso.
2. Como el agua reemplaza su dficit de oxgeno, a medida que disminuye la cantidad de oxigeno disuelto de reserva.
a) La DBO como se ha dicho ante el progreso de la
descomposicin a la estabilizacin de la materia orgnica en el
agua se refleja un lento agotamiento del oxgeno en solucin; es
decir es la satisfaccin de la DBO. En esto como se ve en la
fig. Hay dos etapas distintas. La primera muestra mayormente
como se satisface la DBO de la materia carbnica y la 2da a su
vez como se hace lo mismo de la materia Nitrgeno a 20C, la Ira
se extiende hasta el dcimo da, la etapa 2da se destaca por el
fuerte alzamiento de la demanda en un principio y luego, por una
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demanda a razn reducida pero prolongada. Las curvas se aplican
a las aguas negras tpicas.
Por medio de la DBO puede determinarse:
1. La Cantidad de materia orgnica en el agua, o la
carga polucional.
2. Progreso probable de descomposicin aerbica en aguas
receptoras.
3. La eficacia de cualquier tratamiento que vaya efectundose
Paso a paso.
Indiquemos por L la DBO de la Ira etapa y por y la que se ha
exigido durante un periodo de T das, ahora bien; se sabe que,
con arreglo a una ley sencilla, la razn de la DBO en cada
momento depende directamente de la DBO que resta as tenemos:
- ()
() = .
-()
()=
0
Log()
= kt
Donde k= constante de desoxigenacin, considerando Logaritmos
Neperianos.
K' = 0.4343 k, considerando logaritmos vulgares. Finalmente:
(1) Y = L ( 1- e-kt ) = L ( 1 10 k`.t )
Adems se sabe que k' a cualquier temperatura T (C) se
relaciona con k' 20C por medio de la frmula siguiente:
(2) = k20 ( 1.047 T - 20 )
Y que la demanda L (de la primera etapa) a temperatura T se
relaciona con L20, de acuerdo a la siguiente expresin: (3)
LT = 20 [ 1 + 0.02 ( 20)]
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40
Las relaciones citadas no son exactamente tan sencillas como
las hemos expuesto. Es decir varan mucho los valores de L , k
y k'. Segn la naturaleza y concentracin de la materia
orgnica, hay una riqueza de ensayos e informes disponibles a
quien se enfrenta a problemas semejantes, sin pasar por alto lo
extenso del tema, damos a conocer lo suficiente y lo necesario
que es para propsitos inmediatos, presentar valores tpicos
para ilustrar los clculos. Como se hace en procesamientos
prcticos de la ingeniera.
Ejemplo 1.
Si k = 0.38 a 20C cul debe ser la razn de la DBO al quinto
da a la DBO de la primera etapa?
Y = L ( 1- e-kt ) (1)
(Y/L) = (1 e-kt) = 1 e-038*5 = 1 - 0.1496 = 85%
Ejemplo 2.
Cul debe ser la razn correspondiente a 15C?
K' = 0.4343 k
K' = 0.4343 * k = 0.4343*0.38 = 0.165
= k20 ( 1.047 T - 20 )
K150 = 0.165(1.04715-20) = 0.165(1.047 - 5) =0.165 *0.78 = 0.129
K' = 0.4343 k ; k = K' / 0.4343
k'l50 = 0. 1 2 9 / 0 . 4 3 4 3 = 0.298
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41
(Y/L) = (1 e-kt)
(Y/L)= (1 e-0.298x5)= 1 e-149 = 1 - 0.22 = 78%
Ejemplo 3.
Cmo contrasta la DBO de la primera etapa a 20C con la de la primera etapa a
15C?
LT = 20 [ 1 + 0.02 ( 20)] LT = L20[l + 0.02 (T - 20)]
L1S = 100% L20[l + 0.02 (5 - 20)] = 100% (1 - 0.10) = 90% L20
Curva de Oxigeno Colgante y Dficit.- Se conoce con el nombre de
combado de oxigeno disuelto o curva de oxigeno colgante, La
traza del dficit de oxigeno con el tiempo a medida que la
demanda bioqumica se exige y que las aguas receptoras
reabsorban el oxigeno de aire. Los dos fenmenos, efectundose
simultneamente.
A = curva de oxigeno colgante.
B = curva de desoxigenacin.
C = Regin de autodepuracin.
O = Puntos de mayor inters.
Dc = dficit crtico o mximo.
Pueden resumirse en una frmula, utilizando un argumento
Semejante al antes citado as:
( 4 ) D = .
( e- k t - e- r t ) + .e r t
Donde:
d = dficit de oxigeno despus de un periodo de t das.
Da= dficit inicial (t=0) refirindose al lmite de saturacin
lo cual depende de la temperatura.
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La = DBO inicial de las aguas mezcladas (desages ms
corrientes).
K = constante de desoxigenacin (como antes).
r = constante de reoxigenacin.
r/k =f = razn de autodepuracin.
Los dos puntos de la curva de primordial inters para la
ingeniera son:
1. El punto crtico correspondiente al dficit mximo no debe ser tal que reduzca el oxigeno por debajo de digamos 3.5 a
4.0 mg/lt.
2. El punto de inflexin, que seala donde las aguas recobran el oxgeno a razn mxima , por mtodos matemticos ya conocidos
se tiene:
Coordenadas del punto crtico
(5) donde: dD/dt =0
Dc = .
= 1
( 1) {[1 ( 1)/]}
Coordenadas del punto de inflexin:
( 6 ) Donde: 2
2= 0
= ( + 1)2
=1
(1). {
2[1 ( 1) /] }.
Ejemplo 4. Se vierten aguas cloacales a una corriente cuyo gasto
es veinte veces mayor si la DBO de las aguas cloacales es 420
mg/lt cul es la de la mezcla?
X =420/(20+1)= 20 mg/lt.
Ejemplo 5. El contenido de oxigeno disuelto medido en la
corriente es de 5.97 mg/lt, aunque el lmite de saturacin(a
20C) es 9.17mg/lt cul es el valor del dficit inicial (Da)?
Da = 9.17-5.97 =3.20 mg/lt
Ejemplo. 6 cul ser el dficit del oxgeno en la mezcla
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43
despus de un da? Postulando que:
f = 2.4, k =0.23, r = k f = 0.55
( 4 ) D = .
( e- k t - e- r t ) + .e r t
D = 0.2320
0.550.23 x (0.23 0.55 ) + 3.20.55
= 14.4 (0.795 0.575) + (3.2 x 0.575) = 3.18 + 1.84
= 5.02 mg/lt.
Ejemplo. 7 Es crtico el resultado luego de 1 da?
Restando 9.17 - 5.02= 4.15 mg/1t por lo tanto, no es crtico
despus de 1 da.
Ejercicio 1
Calcule los valores del dficit de oxigeno, al trmino de 2,3,4
das etc. Hasta establecer el punto crtico (en das y en
mg/lt) por medio de la curva dibujada en escala. Averige estos
valores crticos, por medio de las ecuaciones (5). Indique todos
Los clculos en forma detallada (ver grfico A y B siguientes).
Grfico A
= 1
( 1) {[1 ( 1)/]}
=1
0.231.4. {2.4 [1 (2.4 1)(
3.20
20.0) ] }.
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44
= 3.10 1.86 = 3.10 0.620 = 1.92
= 20( 0.23 1..92
2.40) = 20 ( 0.442 )/ 2.40
= (20 X 0.642) / 2.40 = 5.35 p.p.m. Solucin del ejercicio N 1
( 4 ) D = .
(e- k t - e- r t) + .e r t
Donde k = 0.23, r = 0.55, La = 20 ppm, Da = 3.2ppm.
Grfico B
Perodo crtico de sequia.- Con una carga de polucin fija las
condiciones en las aguas receptoras se empobrecen ms,
naturalmente , durante los periodos de sequia que en cualquier
otro a la vez no sera justo fijar como periodo crtico el que
muestra un gasto tan menguado que segn la historia de la
corriente i parecen sino en intervalos muy separados ,porque el
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) =D
+ 7 t 0.23*20 0 . 5 5 -0 . 2 3
(3)-(4) (2)*(5) I
(6) + (7)
e-0.23t
e-0.557
.e-0.55t
1 14.4 0.794 0 . 5 7 6 0 .218 3 .14 1.84 4 .98
2 14 .4 0.631 0.33 2 0 . 2 99 4 . 3 0 1 .06 5.3 6
3 14.4 0 . 5 0 1 0.192 0 . 3 0 9 4 . 4 5 0.614 5.06
4 14.4 0 . 3 9 8 0 . 1 1 0 0 . 2 8 8 4 .15 0.352 4.50
5 14.4 0.316 0.060 0 . 2 5 6 3 .68 0.192 3.87
6 14.4 0 .25 1 0.037 0 . 2 1 4 3 .08 0.118 3.20
10 14.4 0 .100 0 . 0 0 4 0 . 0 9 6
_ -
1 .38 0.013 1.39
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45
costo del tratamiento necesario en tales condiciones
extremas seria de mucho ms valor que el justificable. En
algunas partes, las autoridades han sealado lmites ms
Razonables. Este es el gasto critico el que corresponde al
gasto. promedio, durante los 7 das consecutivos ms secos
registrados en el sitio, en 80%, de los aos , para llegar a tal
cifra para una corriente cualquiera, es preciso repasar su
registro, seleccionando cada periodo seco de 7 das
consecutivos, con el propsito de dibujar una curva de
frecuencia de los valores de los gastos promedio y como
porcentaje del nmero de las semanas, en las cuales han
ocurrido. Las cifras de esa curva se hallarn fcilmente de
acuerdo con cualquier frecuencia que sea de inters.
Solucin de ejercicio 1
Ntase que los ejemplos 4, 5, 6 y el ejercicio 1. Son todos
correlativos , referindose a los mismo datos:
L = 420 ppm. Para las aguas negras.
La = (la fuerza de la mezcla) = 20 ppm. Dado a que el gasto de
la corriente es 20 veces el de las aguas negras, sea:
La = 20 ppm.
Temperatura =20C de modo que S =9.17 ppm. (Saturacin).
Oxigeno disuelto en la corriente = 5.97 ppm. (Presente).
Dficit inicial del oxigeno =3.2 ppm. (Diferencia).
Dc = dficit critico en tc = 1.93 das = 5.35 ppm. De modo que
el contenido mnimo de oxigeno en la corriente = 3.8 ppm.
Ahora bien; se plantea el problema en otra forma:
Ejercicio 1 (a)
Postulando que el flujo de las aguas negras es de 100 galones
Por cabeza y por da, que su fuerza es de 420 p.p.m.
(o miligramos/litro) y que La no debe ser mayor de 20 ppm. Para
Que prevalezcan buenas condiciones, cul debe ser el gasto de
la corriente, expresado en pies3/seg. Por cada 1000 personas?
En general:
La=(453.592mg/libra)(L libras/persona por da)(1,OOOpersonas/Q)
(segundos/pie3) (da/86400 seg.) (pie3/28.321)=185.4 L/Q (mg/lt)
De donde: Q =185.4 L/La pies3/seg. Por cada 1000 personas.
Siendo: L = (8.33*100* 420)/1'000,000= 0.350 mg/lt.
De modo que:
Q = 185.4(0,350/20.0)= 3.24 pies3/seg. = 2'100,000 gal/da.
A la vez:
q (gasto de aguas negras)= 1,000*100= 100,000 gal/da.
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46
Q/q (razn de la solucin)= 21/1t que es necesariamente igual a
lo obtenido en el ejemplo 4.
Buscar tc y Dc como en el ejercicio 1 para probar que el mnimo
valor del oxigeno disuelto en la corriente ser 4.0 p.p.m
cuando La= 23.4 p.p.m. y Da= 0; es decir no hay ningn dficit inicial.
= 1
( 1) {[1 ( 1)/]}
=1
0.23(2.41). {2.4[1 (2.4 1)0 /23.4] }.
=1
0.322. 2.4 =
0.876
0.322 = 2.72 .
Dc = .
Dc = 23.4 .0.232.73
2.40 =
23.4 .0.628
2.40 =
23.4 0.534
2.40 = 5.2ppm.
Por Lo tanto el valor del oxgeno disuelto en la corriente ser
de 9.2 - 5.2 = 4.0 p.p.m. mnimo.
solucin de ejercicio 1(c)
Si Da = Dc, o sea tc = 0 das, probar que La no debe ser mayor
de 12.5 p.p.m. a fin de que el oxgeno disuelto en el da
crtico sea 4 p.p.m. como mnimo.
Como en el ejercicio anterior, Dc = 9.2 - 4 = 5.2 p.p.m.= Da.
= 1
( 1) {[1 ( 1)/]}
=1
0.