UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARMEN

DEPENDENCIA DE CIENCIAS QUIMICA Y PETROLERA

PROYECTO“INVESTIGACION”

ASIGNATURA:INTRODUCCION A LA INGENIERIA AMBIENTAL

PROFESOR:DRA. YUNUEM CANEDO

PRESENTA:

CARLOS AUGUSTO PENSABE ALVAREZ

CD. DEL CARMEN CAMP. A 21 DE ENERO DEL 2015

El agua: un disolvente universal

El agua es el constituyente más importante del organismo humano y del mundo en el que vivimos. Tiene una gran influencia en los procesos bioquímicos que ocurren en la naturaleza. Esta influencia no solo se debe a sus propiedades fisicoquímicas como molécula bipolar sino también a los constituyentes orgánicos e inorgánicos que se encuentran en ella. ( Barrenechea Martel, 2003)

Se considera que el agua es un solvente universal, debido a que es capaz de disolver o dispersar la mayoría de sustancias con las que tiene contacto, sean estas sólidas, líquidas o gaseosas, y de formar con ellas iones, complejos solubles e insolubles, coloides o simplemente partículas dispersas de diferente tamaño y peso. ( Barrenechea Martel, 2003)

Desde el punto de vista de la salud humana, el agua ayuda a eliminar las sustancias resultantes de los procesos bioquímicos que se desarrollan en el organismo humano, a través de los órganos excretores, en especial la orina y el sudor. Sin embargo, por esta misma propiedad, puede transportar una serie de tóxicos al organismo que pueden afectar a diferentes órganos, de manera reversible o irreversible. (Barrenechea Martel, 2003)

Las fuentes de agua de origen superficial

Debido a que las principales fuentes de agua para el tratamiento con fines de consumo humano son de origen superficial, en el presente manual se tratarán los temas específicamente relacionados con este tipo de agua. (Barrenechea Martel, 2003)

En la sección anterior, destacamos la importancia que tiene el agua como solvente universal y señalamos que, debido a esta propiedad, es capaz de transportar casi la totalidad de sustancias que encuentra a su paso. (Barrenechea Martel, 2003)

Aspectos fisicoquímicos

La presencia de sustancias químicas disueltas e insolubles en el agua que pueden ser de origen natural o antropogénico define su composición física y química. (Barrenechea Martel, 2003)

Algunos procesos fisicoquímicos que ocurren en el agua pueden ser evaluados si se recurre a los principios de equilibrio químico, incluida la Ley de Acción de Masas y la

Ecuación de Nerst o al conocimiento de los mecanismos de reacción y de las proporciones para los procesos irreversibles Características físicas. (Barrenechea Martel, 2003)

Las características físicas del agua, llamadas así porque pueden impresionar a los sentidos (vista, olfato, etcétera), tienen directa incidencia sobre las condiciones estéticas y de aceptabilidad del agua. (Barrenechea Martel, 2003)

Se consideran importantes las siguientes:

Turbiedad; sólidos solubles e insolubles; color; olor y sabor; temperatura, y pH.

Turbiedad

La turbiedad es originada por las partículas en suspensión o coloides (arcillas, limo, tierra finamente dividida, etcétera). La figura 1 muestra la distribución de las partículas en el agua de acuerdo con su tamaño. La turbiedad es causada por las partículas que forman los sistemas coloidales; es decir, aquellas que por su tamaño se encuentran suspendidas y reducen la transparencia del agua en menor o mayor grado. (Barrenechea Martel, 2003)

La medición de la turbiedad se realiza mediante un turbidímetro o nefelómetro. Las unidades utilizadas son, por lo general, unidades nefelométricas de turbiedad (UNT). ( Barrenechea Martel, 2003)

Últimamente, ha cobrado importancia la presencia de fibras de asbesto desprendidas de los accesorios de asbesto-cemento de los sistemas de distribución como un factor causante de turbiedad en las aguas de consumo humano. (Barrenechea Martel, 2003)

En la práctica, la remoción de la turbiedad no es un proceso difícil de llevar a cabo en una planta de clarificación de agua; sin embargo, es uno de los que más influye en los costos de producción, porque, por lo general, requiere usar coagulantes, acondicionadores de pH, ayudantes de coagulación, etcétera. (Barrenechea Martel, 2003)

El diseño de los sistemas de remoción de turbiedad debe considerar no solo el tipo de partículas existentes (origen, estructura, composición y forma) sino también su tamaño y comportamiento. (Barrenechea Martel, 2003)

Aunque no se conocen los efectos directos de la turbiedad sobre la salud, esta afecta la calidad estética del agua, lo que muchas veces ocasiona el rechazo de los consumidores. Por otra parte, como señala Castro de Esparza (1), los estudios elaborados por Tracy y por

Sanderson y Kelly han demostrado que en el proceso de eliminación de los organismos patógenos, por la acción de agentes químicos como el cloro, las partículas causantes de la turbiedad reducen la eficiencia del proceso y protegen físicamente a los microorganismos del contacto directo con el desinfectante. Por esta razón, si bien las normas de calidad establecen un criterio para turbiedad en la fuente de abastecimiento, esta debe mantenerse mínima para garantizar la eficacia del proceso de desinfección. (Barrenechea Martel, 2003)

Los estándares internos de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) establecen que las aguas de consumo humano deben tener preferentemente una UNT y en ningún caso más de 5 UNT. Las Guías de Calidad para Agua de Bebida del Canadá y las Guías de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomiendan como valor guía 5 UNT. La OMS indica, sin embargo, que para una desinfección eficiente, el agua filtrada debería tener una turbiedad promedio menor o igual a una UNT. (Barrenechea Martel, 2003)

Aspectos fisicoquímicos de la calidad del agua

Figura 1. Distribución de tamaños de las partículas en el agua

Sólidos y residuos

Se denomina así a los residuos que se obtienen como materia remanente luego de evaporar y secar una muestra de agua a una temperatura dada. (Barrenechea Martel, 2003)

Según el tipo de asociación con el agua, los sólidos pueden encontrarse suspendidos o disueltos.

La figura 1 muestra la distribución de partículas en el agua según su tamaño. Las partículas pueden estar:

Disueltas (hasta un milimicrómetro), en cuyo caso físicamente no influirán en la turbiedad, pero sí podrían definir su color u olor. (Castro de Esparza, 1987)

Formando sistemas coloidales (1 a 1.000 milimicrómetros), que son las causantes de la turbiedad neta del agua. (Castro de Esparza, 1987)

En forma de partículas suspendidas (por encima de 1.000 milimicrómetros), las cuales caen rápidamente cuando el agua se somete a reposo. (Castro de Esparza, 1987)

Es necesario aclarar que las pruebas analíticas para determinar las formas de los residuos no determinan sustancias químicas específicas y solo clasifican sustancias que tienen propiedades físicas similares y comportamiento semejante frente a las diferentes condiciones ambientales. (Castro de Esparza, 1987)

Sólidos totales. Corresponden al residuo remanente después de secar una muestra de agua. Equivalen a la suma del residuo disuelto y suspendido. El residuo total del agua se determina a 103–105 ºC. (Castro de Esparza, 1987)

Equivalencias:

Sólidos totales = sólidos suspendidos + sólidos disueltos

Sólidos totales = sólidos fijos + sólidos volátiles

Aspectos fisicoquímicos de la calidad del agua 9

Sólidos disueltos o residuos disueltos. Mejor conocidos como sólidos filtrables, son los que se obtienen después de la evaporación de una muestra previamente filtrada. (Castro de Esparza, 1987)

Comprenden sólidos en solución verdadera y sólidos en estado coloidal, no retenidos en la filtración, ambos con partículas inferiores a un micrómetro (1 µ). (Castro de Esparza, 1987)

Sólidos en suspensión. Corresponden a los sólidos presentes en un agua residual, exceptuados los solubles y los sólidos en fino estado coloidal. Se considera que los sólidos en suspensión son los que tienen partículas superiores a un micrómetro y que son retenidos mediante una filtración en el análisis de laboratorio. (Castro de Esparza, 1987)

Sólidos volátiles y fijos. Los sólidos volátiles son aquellos que se pierden por calcinación a 550 ºC, mientras que el material remanente se define como sólidos fijos. (Castro de Esparza, 1987)

La mayor parte de los sólidos volátiles corresponden a material orgánico. Los sólidos fijos corresponden, más bien, a material inorgánico. (Castro de Esparza, 1987)

Color

Esta característica del agua puede estar ligada a la turbiedad o presentarse independientemente de ella. (Castro de Esparza, 1987)

Aún no es posible establecer las estructuras químicas fundamentales de las especies responsables del color. Esta característica del agua se atribuye comúnmente a la presencia de taninos, lignina, ácidos húmicos, ácidos grasos, ácidos fálicos, etcétera. Se considera que el color natural del agua, excluyendo el que resulta de descargas industriales, puede originarse por las siguientes causas:

La extracción acuosa de sustancias de origen vegetal; la descomposición de la materia; la materia orgánica del suelo; la presencia de hierro, manganeso y otros compuestos metálicos; y una combinación de los procesos descritos. (Castro de Esparza, 1987)

En la formación del color en el agua intervienen, entre otros factores, el pH, la temperatura, el tiempo de contacto, la materia disponible y la solubilidad de los compuestos coloreados. (Castro de Esparza, 1987)

Se denomina color aparente a aquel que presenta el agua cruda o natural y color verdadero al que queda luego de que el agua ha sido filtrada. (Castro de Esparza, 1987)

Existen muchos métodos de remoción del color. Los principales son la coagulación por compuestos químicos como el alumbre y el sulfato férrico a pH bajos y las unidades de contacto o filtración ascendente. (Castro de Esparza, 1987)

Debido a que el color del agua se origina, en muchos casos, por la presencia de compuestos de naturaleza orgánica, se recomienda que la desinfección se realice luego de que este haya sido removido, para evitar que la aplicación de cloro como desinfectante pueda dar origen a la formación de trihalometanos, compuestos que tienen efecto cancerígeno en animales. (Castro de Esparza, 1987)

Olor y sabor

El sabor y el olor están estrechamente relacionados; por eso es común decir que “A lo que huele, sabe el agua”. (Castro de Esparza, 1987)

Estas características constituyen el motivo principal de rechazo por parte del consumidor. (Castro de Esparza, 1987)

En términos prácticos, la falta de olor puede ser un indicio indirecto de la ausencia de contaminantes, tales como los compuestos fenólicos. Por otra parte, la presencia de olor a sulfuro de hidrógeno puede indicar una acción séptica de compuestos orgánicos en el agua. (Castro de Esparza, 1987)

El tabla 1 presenta un resumen de algunos olores característicos del agua, de acuerdo con su origen. (Castro de Esparza, 1987)

Aspectos fisicoquímicos

Olor balsámico Flores Dulzor Coelosphaerium Olor químico Aguas residuales industriales Olor a cloro libre Olor a hidrocarburo Refinería de petróleo Olor medicamentoso Fenol, yodoformo Olor a azufre Ácido sulfhídrico, H2S Olor a pescado, mariscos Olor séptico Alcantarilla Olor a tierra Arcillas húmedas Olor fecaloide Retrete, alcantarilla Olor a moho Cueva húmeda Olor a legumbres Hierbas, hojas en descomposición. (Health and Welfare, 1978)

Las sustancias generadoras de olor y sabor en aguas crudas pueden ser compuestos orgánicos derivados de la actividad de microorganismos y algas o provenir de descargas de desechos industriales. (Health and Welfare, 1978)

En el agua se pueden considerar cuatro sabores básicos: ácido, salado, dulce y amargo. (Health and Welfare, 1978)

En la tabla. 2 muestra los límites de percepción de algunas sales y compuestos presentes en el agua. (Health and Welfare, 1978)

Temperatura

Es uno de los parámetros físicos más importantes en el agua, pues por lo general influye en el retardo o aceleración de la actividad biológica, la absorción de oxígeno, la precipitación de compuestos, la formación de depósitos, la desinfección y los procesos de mezcla, floculación, sedimentación y filtración. (Health and Welfare, 1978)

Múltiples factores, principalmente ambientales, pueden hacer que la temperatura del agua varíe continuamente. (Health and Welfare, 1978)

PH

El pH influye en algunos fenómenos que ocurren en el agua, como la corrosión y las incrustaciones en las redes de distribución. (Health and Welfare, 1978)

Aunque podría decirse que no tiene efectos directos sobre la salud, sí puede influir en los procesos de tratamiento del agua, como la coagulación y la desinfección. (Health and Welfare, 1978)

Por lo general, las aguas naturales (no contaminadas) exhiben un pH en el rango de 5 a 9. (Health and Welfare, 1978)

Cuando se tratan aguas ácidas, es común la adición de un álcali (por lo general, cal) para optimizar los procesos de coagulación. En algunos casos, se requerirá volver a ajustar el pH del agua tratada hasta un valor que no le confiera efectos corrosivos ni incrustantes. (Health and Welfare, 1978)

Se considera que el pH de las aguas tanto crudas como tratadas debería estar entre 5,0 y 9,0. Por lo general, este rango permite controlar sus efectos en el comportamiento de otros constituyentes del agua.

Las guías canadienses han establecido el rango de pH 6,5 a 8,5 para el agua potable. (Health and Welfare, 1978)

Características químicas

El agua, como solvente universal, puede contener cualquier elemento de la tabla periódica. Sin embargo, pocos son los elementos significativos para el tratamiento del agua cruda con fines de consumo o los que tienen efectos en la salud del consumidor. (Health and Welfare, 1978)

A continuación se sustentan las características e importancia de los principales parámetros químicos relacionados con las fuentes de abastecimiento. Asimismo, se citan las recomendaciones que, como criterios de calidad, ha publicado la EPA en el año 2000 en Estados Unidos, así como las Guías de Calidad para Agua de Bebida del Canadá-1978 y las Guías de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS. (Health and Welfare, 1978)

Tabla. 3 criterios de calidad para el agua potable.

Aceites y grasas

La presencia de aceites y grasas en el agua puede alterar su calidad estética (olor, sabor y apariencia). (Health and Welfare, 1978)

El contenido de aceites y grasas en el agua se determina en el laboratorio mediante la extracción de todo el material soluble en un solvente orgánico tal como el hexano. Los resultados se reportan como mg/L de MEH (material extraíble en hexano). (Health and Welfare, 1978)

Las normas de calidad de agua recomiendan que los aceites y grasas estén ausentes en el agua para consumo humano, más por razones de aceptabilidad que porque exista algún riesgo de daño a la salud. (Health and Welfare, 1978)

Agentes espumantes

Entre los agentes espumantes se agrupa a todos los compuestos tenso activos que, por su naturaleza, en mayor o en menor grado, producen espuma cuando el agua es agitada. La causa principal reside en la presencia de residuos de los detergentes domésticos, como el alquil-sulfonato lineal (LAS) y el alquil-sulfonato bencénico ramificado (ABS), entre los más comunes. (Health and Welfare, 1978)

Su acción más importante en las aguas superficiales está relacionada con la interferencia en el poder autodepurador de los recursos hídricos, debido a la inhibición de la oxidación química y biológica. Como consecuencia de esto, aun en aguas

fuertemente contaminadas, la determinación de la carga orgánica biodegradable (DBO) suele presentar valores bajos. Esto se debe, entre otras causas, a que las bacterias en presencia de detergentes se rodean de una película que las aísla del medio e impide su acción. (Health and Welfare, 1978)

Por otro lado, la solubilidad del oxígeno en aguas que contienen detergentes es menor que en aguas libres de ellos. Se disminuye, en consecuencia, la difusión del oxígeno del aire a través de la superficie del agua. (Health and Welfare, 1978)

Alcalinidad

Es la capacidad del agua de neutralizar ácidos. Sin embargo, aniones de ácidos débiles (bicarbonatos, carbonatos, hidróxido, sulfuro, bisulfuro, silicato y fosfato) pueden contribuir a la alcalinidad. (Health and Welfare, 1978)

La alcalinidad está influenciada por el pH, la composición general del agua, la temperatura y la fuerza iónica. (Health and Welfare, 1978)

Por lo general, está presente en las aguas naturales como un equilibrio de carbonatos y bicarbonatos con el ácido carbónico, con tendencia a que prevalezcan los iones de bicarbonato. De ahí que un agua pueda tener baja alcalinidad y un pH relativamente alto o viceversa. (Health and Welfare, 1978)

Cloruros

Las aguas superficiales normalmente no contienen cloruros en concentraciones tan altas como para afectar el sabor, excepto en aquellas fuentes provenientes de terrenos salinos o de acuíferos con influencia de corrientes marinas. (Health and Welfare, 1978)

En las aguas superficiales por lo general no son los cloruros sino los sulfatos y los carbonatos los principales responsables de la salinidad. (Health and Welfare, 1978)

A partir de ciertas concentraciones, los cloruros pueden ejercer una acción disolvente sobre ciertas sales presentes en el agua y también sobre algunos componentes del

cemento, al impartirles una acción corrosiva y erosionante, en especial a pH bajo. (Health and Welfare, 1978)

Por sus características químicas y la gran solubilidad de la mayoría de los cloruros, su remoción requiere métodos sofisticados y costosos, muchos de ellos impracticables, especialmente cuando se trata de volúmenes relativamente altos. El método tradicional, que puede resultar más eficiente y práctico, es el de la destilación. Actualmente se está trabajando en este campo para lograr unidades que aprovechen la energía solar y eliminen los cloruros de manera eficiente y a bajo costo. Este sistema puede resultar especialmente útil en comunidades costeras cuya única fuente sea el agua del mar. (Health and Welfare, 1978)

Los límites fijados en el agua por las normas de calidad se sustentan más en el gusto que le imparten al agua que en motivos de salubridad. (Health and Welfare, 1978)

Tomando en cuenta el límite de percepción del sabor de los cloruros en el agua (cuadro 1-3), se ha establecido un límite de 250 mg/L en aguas de consumo, concentración que puede ser razonablemente excedida según las condiciones locales y la costumbre de los consumidores. La OMS considera que por encima de esta concentración, los cloruros pueden influir en la corrosividad del agua. (Health and Welfare, 1978)

Fenoles

Se definen como los hidróxidos derivados del benceno y su núcleo condensado. (Health and Welfare, 1978)

Su presencia en el agua está relacionada con la descomposición de hojas y materia orgánica, ácidos húmicos y fúlvicos, pero principalmente se los asocia a procesos de contaminación de las fuentes por desechos industriales, aguas servidas, fungicidas y pesticidas, hidrólisis y oxidación de pesticidas organofosforados, degradación bacteriológica de herbicidas del ácido fenoxialquílico, entre otros. (Health and Welfare, 1978)

Los compuestos fenólicos y los fenoles halogenados son tóxicos para el hombre a concentraciones altas. Pero aun en cantidades muy pequeñas, cambian las condiciones organolépticas del agua debido a su intenso olor y sabor, ambos desagradables. (Health and Welfare, 1978)

Los compuestos fenólicos son muy difíciles de remover con los tratamientos convencionales. (Health and Welfare, 1978)

Si un agua filtrada que contiene fenoles es sometida a la cloración, los derivados fenólicos clorados pueden cambiar el olor y el sabor del agua, lo que no necesariamente será percibido en la planta de tratamiento, pero sí puede manifestarse en las conexiones domiciliarias. (Health and Welfare, 1978).

Fluoruros

Elemento esencial para la nutrición del hombre. Su presencia en el agua de consumo a concentraciones adecuadas combate la formación de caries dental, principalmente en los niños (0,8 a 1,2 mg/L). (Health and Welfare, 1978)

Sin embargo, si la concentración de fluoruro en el agua es alta, podría generar manchas en los dientes (“fluorosis dental”) y dañar la estructura ósea. (Health and Welfare, 1978)

Algunos países como el Canadá y Estados Unidos han implementado programas de fluorización del agua de consumo como una medida para prevenir la caries dental infantil. (Health and Welfare, 1978)

Hidrocarburos

La mayor parte de los hidrocarburos que se pueden encontrar en el agua son tóxicos. Sin embargo, concentraciones que no llegan a repercutir en la salud pueden causar molestias e inconvenientes, ya que comunican al agua propiedades organolépticas (sabor y olor) indeseables, interfieren en el tratamiento y atraviesan los filtros de arena. (Health and Welfare, 1978)

En algunos casos, estos compuestos presentes en el agua pueden llegar a producir dermatitis. (Health and Welfare, 1978)

Su presencia en el agua superficial se debe a descargas de desechos industriales y a derrames accidentales. (Health and Welfare, 1978)

El agua de lluvia puede arrastrar cantidades notables de hidrocarburos en suspensión, derivados de la combustión, de desechos de automotores, asfalto, etcétera. Algunos de estos productos de combustión son carcinógenos y deben estar ausentes en el agua de consumo humano. V (Health and Welfare, 1978)

Las normas de calidad del agua especifican que estos compuestos tienen que estar ausentes en el agua de consumo humano. (Health and Welfare, 1978)

Hidrodinámica de sistemas costeros y marinos

Estuarios Por convención se acepta como más adecuada la definición de Pritchard (1967): "Estuario es un cuerpo o masa de agua costera semi-encerrada, con conexión libre al mar abierto, y en el cual es medible la dilución del agua de mar por agua dulce proveniente de la tierra". Que sea semi-encerrado implica que su patrón de circulación es influido considerablemente por las fronteras laterales, y por lo tanto es un cuerpo costero, pero no forma parte de la linea de costa en si misma; permitiendo así distinguirlo de cuencas de mayor tamaño como una bahía o un golfo. Que la conexión al mar abierto sea libre significa que la comunicación entre el océano y el estuario debe permitir el intercambio de agua, sal, y la transmisión de la energía de la marea permanentemente, para todo estado de marea y durante todas las estaciones del año. Que la dilución de agua de mar sea medible significa que la salinidad en el interior del estuario debe ser menor que en el océano adyacente; es decir que el volumen de agua dulce que ingresa por afluentes y precipitación es mayor que el que se pierde por evaporación en el mismo lapso de tiempo. Con anterioridad Pritchard usó la terminología, hoy desechada, de: Estuario Positivo para aquel en que el volumen de agua dulce que ingresa es mayor que el que se pierde (salinidad interior menor que en el océano): y Estuario Negativo o Inverso para aquel en que ocurre lo contrario (salinidad en el interior mayor que en el océano). Actualmente se denomina al primer caso como "cuenca estuarina" y al segundo como "cuenca no-estuarina" (evítese usar la acepción "anti-estuario" para este último caso). Fischer (1976) comenta al respecto que la definición de Pritchard excluye a lagunas no-estuarinas que se comportan similarmente a las estuarinas en cuanto a procesos de mezcla y dispersión; agregando, frivolamente, que no es fácil identificar los estuarios porque son como la "pornografía", difíciles de definir pero fácilmente reconocibles cuando los vemos. (Salvador farrera, 2004)

Lagunas Costeras (Estuarinas o No-Estuarinas) Lankford (1976), refiriéndose expresamente a estas cuencas en México, define: "laguna costera es una depresión en la zona costera, bajo el nivel de pleamar media superior (sigla MHHW en inglés), que tiene una conexión permanente o efímera con el mar, pero protegida de este por algún tipo de barra". Los elementos geomorfológicos (existencia de la depresión bajo el nivel de MHHW y de la

barra frente a la boca) son importantes en esta definición. La conexión con el mar puede ser permanente o efímera, y no hay restricciones para los valores de la salinidad en el interior. Según Lankford en México se usa indistintamente los términos laguna costera, bahía, sonda, boca, estero, estuario, caleta, lago, laguna, o lagunilla, para denominar este tipo de cuencas que conforman aproximadamente 1/3 de los 10,000 kilómetros de longitud de costas de México. Boca de una laguna costera es la sección transversal que coincide con la linea de costa. Cabeza de una laguna costera es la sección transversal más lejana aguas arriba en que son detectables las fluctuaciones en la superficie libre del agua debidas a la marea. . (Salvador farrera, 2004)

En el caso estuarino esta sección es más lejana que la última en que se detecta salinidad significativa, porque las ondas de marea se propagan más allá del límite de transporte dispersivo de sal. En el caso no-estuarino esta sección suele coincidir con la frontera de costa interior. . (Salvador farrera, 2004)

Las clasificaciones se agrupan en: I- Discretas:

1) Geomorfológica Estuarina

2) Geomorfológica Mixta (para México)

3) Según Estructura Salina

4) Según Parámetro de Estratificación II- Continua:

5) Según diagrama de Estratificación-Circulación.

Ventaja de las clasificaciones discretas: Son claras y sencillas en explicar los procesos básicos de la dinámica, sus agentes causales, y el origen y configuración de las lagunas costeras; y son fáciles de aplicar a casos concretos por la calidad y cantidad de mediciones de campo requeridas. . (Salvador farrera, 2004)

Desventajas de las clasificaciones discretas: - Cada clasificación abarca solo uno o dos aspectos de la hidrodinámica. Distintas partes de una misma laguna costera pueden corresponder simultáneamente a distintos tipos en la clasificación. . (Salvador farrera, 2004)

Encasillan las lagunas costeras en categorías discretas. - No todas son aplicables a las lagunas costeras no-estuarinas. - Una laguna costera puede cambiar de categoría estacionalmente, o con distintas fases de la marea diariamente. - No hay dos lagunas costeras en el mundo con características topográficas, de circulación y de dispersión, y

variaciones estacionales idénticas (solo las hay similares) como para ponerlas exactamente en la misma categoría. Ventajas de la clasificación continua: - Clasifica la laguna costera como una curva o superficie dentro de regiones de un diagrama, siendo más completa en la cantidad de procesos hidrodinámicos y de transporte de materia involucrados. - Permite la evolución temporal de las características para una laguna, y la ubicación de sus diferentes zonas en regiones distintas del diagrama. Desventaja de la clasificación continua: - No es sencilla de entender, y es difícil de aplicar en casos concretos por la cantidad y calidad de las mediciones de campo requeridas. . (Salvador farrera, 2004)

Discretas

Geomorfólogica Estuarina Clasifica estuarios según Pritchard (1967) de acuerdo a su origen y formación, profundidad máxima, forma de la sección transversal, razón ancho/profundidad, geometría del canal central, tipo de sedimentos, latitud, y volumen de descarga del río. Los separa en 4 clases: I- Estuarios de valle de río inundado; II- Fiordos; III- Estuarios con formación de barra de arena en la boca; y IV- Estuarios tectónicos y Otros. Se detalla su contenido en la Tabla 4. . (Salvador farrera, 2004)

Tabla 4. Clasificación Geomorfológica Estuariana de Pritchard

Tabla.5 Regiones Costeras según Lankford

Geomorfólogica Mixta (para México) Lankford (1976) clasifica las 123 mayores lagunas costeras de México según un criterio geomorfológico basado en el origen y formación de la depresión y las características de la barra. Estos 2 hechos están controlados por los siguientes agentes causales: a) controles geológicos y fisiográficos: variaciones históricas del nivel del mar, perfil o relieve costero, vertientes, valles, ríos y desagües terrestres. b) condiciones climáticas: precipitaciones, principalmente; y c) condiciones oceanográficas de la costa: dimensiones de la plataforma continental, energía del oleaje, energía de la marea y sus corrientes predominantes. Las variaciones históricas del nivel del mar son comunes a todas las lagunas costeras y ya se analizaron en la sección anterior. (Salvador farrera, 2004)

T I P O S D E L A G U N A S C O S T E R A S

Erosión Diferencial A. Valle inundado abierto B. Boca de rio inundada abierta C. Valle inundado con barra D. Boca de rio inundada con barra E. Cañón rocoso inundado F. Depresión de Karst inundada II. Sedimentación Terrígena diferencial A. Depresión intradeltaica y marginal B. Depresión de delta con barra C. Entradas de playa de delta III. Plataforma Interior con Barra A. Laguna de barra según Gilbert-de-Beaumont B. Laguna cuspada C. Depresiones de ribera plana IV Orgánica A. Laguna de barra coral-algal B. Laguna de barra de manglar V. Tectónicas A. Laguna estructural B. B. Laguna tectónica. (Salvador farrera, 2004)

Figura.1 Tipos De Lagunas Costeras

Tabla.6 Distribución Regional de Lagunas Costeras

Principales contaminantes organicos e inorgánicos.

En muchas ocasiones, más de las que quisiéramos, nos encontramos ríos, lagos, y otros cauces contaminados, ofreciendo un paisaje desolador. Las causas de contaminación son variadas; sales, eutrofización vertidos industriales, etc., destacando la contaminación por parte de la materia orgánica, procedente de vertidos urbanos, actividades ganaderas, agrícolas o industriales con manipulación de compuestos orgánicos. Por ejemplo, en un agua residual de concentración media, cerca del 75% de los sólidos en suspensión y del 40% de los sólidos filtrables de son de naturaleza orgánica.

La contaminación de un cauce, lago o mar con alta concentración de materia orgánica procede de los procesos de descomposición de esta materia orgánica. Estos son básicamente reacciones químicas que requieren el oxígeno disuelto en el agua para su desarrollo. Como este oxígeno, procedente de la

Atmósfera por intercambio de gases, es el que en condiciones normales es requerido por la flora y fauna del medio para subsistir, ocasiona que el equilibrio del medio se altere, afectando de modo significativo a la vida acuática.

La citada descomposición obedece a reacciones de asimilación de la materia orgánica por parte de microorganismos en presencia de oxígeno y nutrientes, de acuerdo a la siguiente reacción:

Materia orgánica + microorganismos + nutrientes + O2 = productos finales + nuevos microorganismos + energía calorífica

Los compuestos orgánicos están formados por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno,

Los cauces son sensibles a la contaminación.

Azufre, calcio, magnesio, fósforo, hierro, etc. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas, 40-60%, hidratos de carbono, 25-50%, y grasas y aceites, 10%.

La descomposición de estos compuestos se desarrolla mientras que en el medio

Exista materia orgánica y oxígeno disuelto, afectando a los más sencillos como aminoácidos, azúcares, grasas, proteínas, etc. hasta los más complejos como celulosa, hemicelulosa y lignina.

La medida de la concentración de materia orgánica en el agua se realiza por medio de diversas técnicas. Un método directo es la medida del Carbono Orgánico Total (COT o TOC) mediante técnicas espectrofotométricas. Indirectamente se obtiene midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas, mediante la determinación de la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas dos últimas técnicas están basadas en la determinación de la cantidad de materia orgánica descomponible presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes contenidas en el agua durante un cierto tiempo, ya sean

Sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación por agentes químicos como el bicromato potásico de las sustancias reductoras que están en un agua. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse. Un valor elevado indica un agua con muchas sustancias oxidables, o sea, altamente contaminada.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante la acción de los microorganismos aeróbicos presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO5, que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica. Un valor elevado indica una gran presencia de materia orgánica en el agua.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos. El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no

oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Tabla.7 calidad del agua según su uso

La determinación de la materia orgánica contenida en el agua es una medida primordial en el establecimiento de sus condiciones físicas e índices de contaminación, mediante la cual, posteriormente, se determinan parámetros básicos en la gestión y depuración del agua.

http://www.ambientum.com/revista/2001_47/2001_47_AGUAS/MATORG2.htm

CONTAMINANTES QUÍMICOS. Incluyen compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos o dispersos en el agua. Los contaminantes inorgánicos son diversos productos disueltos o dispersos en el agua que provienen de descargas domésticas, agrícolas e industriales o de la erosión del suelo. Los principales son cloruros, sulfatos, nitratos y carbonatos. También desechos ácidos, alcalinos y gases tóxicos disueltos en el agua como los óxidos de azufre, de nitrógeno, amoníaco, cloro y sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico). Los contaminantes orgánicos también son compuestos disueltos o dispersos en el agua que provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales y de la erosión del suelo. Son desechos humanos y animales, de rastros o mataderos, de procesamiento de alimentos para humanos y animales, diversos productos químicos industriales de origen natural como aceites, grasas, breas y tinturas, y diversos productos químicos sintéticos como pinturas, herbicidas, insecticidas, etc. Los contaminantes orgánicos consumen el oxígeno disuelto en el agua y afectan a la vida acuática.

Las concentraciones anormales de compuestos de nitrógeno en el agua, tales como el amoniaco o los cloruros se utilizan como índice de la presencia de dichas impurezas contaminantes en el agua

Los contaminantes químicos pueden clasificarse en contaminantes comunes, contaminantes especiales y metales pesados. Contaminantes comunes.

•OXÍGENO DISUELTO (OD): La presencia de oxígeno disuelto es fundamental para mantener la vida acuática y la calidad de las aguas. La carencia de oxígeno se presenta como consecuencia de la contaminación. La concentración de OD indica, entre otros, el estado de septización, potencialidad para producir malos olores, calidad de las aguas, y estimación de la actividad fotosintética.

•DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO): Es el parámetro de contaminación orgánica más utilizado y suele determinarse a los 5 días (DBO5). Es el resultado de la degradación de tres tipos de materiales:o Materiales orgánicos carbónicos (microorganismos aerobios heterótrofos)o Nitrógeno oxidableo Compuestos químicos reductores (se oxidan con el OD)

•DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO): Es una medida de la cantidad de materia orgánica biodegradable y no biodegradable. En algunos casos se puede relacionar con la DBO5 por lo que se gana tiempo en la determinación.

•NUTRIENTES: Estos elementos son esenciales para el crecimiento de las plantas, pero en cantidades excesivas provocan la EUTROFIZACIÓN, crecimiento desmesurado de las algas

verdes cianofíceas y se impide la oxigenación del agua:oNitrógeno total y amoniacal: En aguas contaminadas pueden existir nitratos y nitritos procedentes de la oxidación del amoniaco y de fertilizantes.oFósforo: no está presente de forma natural en las aguas, en las aguas residuales procede de los excrementos y de los detergentes.

Contaminantes especiales.Incluyen los siguientes:

•ACEITES Y GRASAS: Están presentes en aguas domésticas e industriales, pueden ser orgánicos o derivados del petróleo. Generalmente se extienden sobre la superficie de las aguas, creando películas que afectan a la vida biológica de las aguas.

http://ecologiacbta85.blogspot.mx/2009/06/contaminacion-quimica-del-agua.html

sistemas de tratamiento físico, quimico y biológico

La Tamización es el primer estado del tratamiento, tanto para las aguas superficiales como para la las aguas residuales. El propósito es:

•Proteja la estructura río abajo contra los objetos grandes que podrían crear obstrucciones en algunas de las unidades del proceso.

•Separar y quitar fácilmente la materia grande transportada por el agua que quiere ser tratada, de modo que puede afectar negativamente la eficacia de procedimientos posteriores del tratamiento o hacer su puesta en práctica más difícil.

La eficacia de la operación del tamizado depende del espaciamiento entre las barras de pantallas:

•Pantalla fina, para un espaciamiento bajo 10 milímetros

•Pantalla media, para el espaciamiento de 10 a 40 milímetros

•Pantalla gruesa, para el espaciamiento por encima de 40 milímetros

La pantalla fina es precedida generalmente por una operación preliminar de la tamización para los propósitos de protección.

La tamización es llevada a cabo por una pantalla manualmente limpiada (de gran tamaño, para reducir la frecuencia de las operaciones de colección en la tamización) o, preferiblemente, por una pantalla automáticamente limpiada (esencial en los casos de altos caudales de agua con un contenido de sólidos elevada). La pantalla automática de la barra es protegida generalmente por una pantalla preliminar robusta, que se debe también proporcionar a los sistemas automáticos de una limpieza en instalaciones grandes y en caso de que del agua a tratar contenga un alto volumen de materia gruesa.

Para reducir operaciones manuales tanto como sea posible, los procedimientos de tamización se han automatizado cada vez más, uniforme en instalaciones pequeñas. La automatización es esencial en las situaciones donde cantidades grandes de materia son llevadas a la planta por el agua y llegan de una vez la pantalla de barra, tendiendo a la estera de barras y estorbando totalmente a la pantalla en algunos minutos. Las pantallas finas deben ser automatizadas.

La basura recogida se almacena en un envase de capacidad dada, calculado de acuerdo con la frecuencia aceptable de las operaciones y de la disposición de basura.

El espaciamiento generalmente es:

•Para las aguas superficiales, entre 20 y 40 milímetros (contra la corriente del tamiz)

•Para las aguas residuales municipales: para el agua residual, a partir 15 a 30 milímetros (pero en contra de la corriente a filtrar y/o de laminillas que se colocan en el proceso, la tamización fina es necesaria); para el lodo (en caso de necesidad), 10 milímetros o menos

•Para algunos efluentes industriales, especialmente efluentes de la industria agro-alimentaria, barreras de tamización fina (u ocasionalmente, tamización media seguida de filtrando)

Talla-atascamiento hidráulico:

Bajo circunstancias normales, la velocidad para atravesar través de la barra de pantalla debe ser suficiente para que la materia se una a la pantalla sin producir una pérdida excesiva en la cabeza o de estorbar por completo a las barras, o de permitir que la materia sea llevada por el flujo; las velocidades normalmente aceptables de la travesía entre las barras es de un promedio de entre 0,6 - 1,0 ms-1 y 1,4-1,2 ms–1 en el flujo máximo de agua.

Estas velocidades se aplican al área de la pantalla estorbada por la barra que todavía está clara. El grado de la pantalla que todavía está clara. El grado de estorbar depende de la calidad del agua y del sistema usado para recuperar la basura de la pantalla de barra. Para las pantallas automáticas la barra puede estar dondequiera entre las aguas residuales del 10% (agua superficial) y del 30% con un contenido de sólidos de colmatación). Para las pantallas manualmente limpiadas de barra, el área de la pantalla sumergida de la barra debe ser más grande, para evitar limpiezas frecuentes.

Estamos acostumbrados ha clasificado en tres categorías los compuestos del agua: sólidos suspendidos, partículas coloidales (menos de 1 micra) y sustancias disueltas (menos que varios nanómetros).

Los procesos de coagulación-floculación facilitan el retiro de los SS y de las partículas coloidales. Esta es usada en la etapa final de la separación de los sólidos-líquidos: deposición, flotación o filtración.

Coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante.

La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que pueden ser depositados llamados flóculo. La adición de otro reactivo llamado floculante o una ayuda del floculante pueden promover la formación del flóculo.

Los factores, que pueden promover la coagulación-floculación, son el gradiente de la velocidad, el tiempo, y el pH. El tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la probabilidad de que las partículas se unan juntas. Por otra parte el pH es un factor prominente en el retiro de coloides.

Los coagulantes

Cationes trivalentes: la neutralización en la superficie de coloides negativos es lograda por la adición de cationes en el caso de coagulantes inorgánicos. Los iones trivalentes son diez veces más eficaces que el ión bivalente. Las sales trivalentes del hierro y del aluminio siguen siendo utilizados extensamente en todos los tratamientos de la coagulación del agua.

La influencia del pH: el coagulante inorgánico debido a su hidrólisis cambia las características físico-químicas del agua que es tratad (pH, conductividad, etc.)

M 3+ + 3 H 2 O < = > M (OH) 3 + 3 H +

El pH necesario para la coagulación se puede ajustar por la adición de un ácido o de una base.

Catión

Grado óptimo de pH para la Coagulación-Floculación

Al 3+

6,0-7,4

Fe 3+ > 5

Producción de lodo: La formación del hidróxido metálico causa la producción de una cantidad substancial de lodo. Este lodo se debe quitar en el proceso final de la separación de los sólidos-líquidos.

Coagulantes orgánicos puede también ser utilizados. La ventaja de esos poli electrolitos catiónicos es porque neutralizan directamente los coloides negativos . Por lo tanto por esta acción directa la cantidad de lodo se reduce considerablemente.

El floculante

Polímeros inorgánicos (silicia activado) y polímeros naturales (almidones, alginate) eran los primeros que se utilizaban. Pero el uso de floculantes sintéticos a menudo da como resultado una cantidad mínima de lodo. Combinado con técnicas modernas de separación puede permitir producir un lodo muy denso que se puede tratar directamente en una unidad de desecación.

Read more: http://www.lenntech.es/coagulantes-y-floculantes.htm#ixzz3PTObIW00

Read more: http://www.lenntech.es/floculacion.htm#ixzz3PTORoRVx

Read more: http://www.lenntech.es/tamizado.htm#ixzz3PTKDJ6Qr

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