floculacion

La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Es un paso del proceso de potabilización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidas domésticas, industriales y de la minería.

Los compuestos que pueden estar presentes en el agua pueden ser:

• Sólidos en suspensión;



• Partículas coloidales (menos de 1 micra), gobernadas por el movimiento browniano; y,



• Sustancias disueltas (menos que varios nanómetros).

El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele hablar de los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas coloidales.

• La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante el cual, neutralizando sus cargas electrostáticas, hace que las partículas tiendan a unirse entre sí;



• La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.

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 y da más tiempo para que las partículas desciendan, por efecto de la gravedad, y así se acumulen en el fondo. Por otra parte el pH es un factor prominente en acción desestabilizadora de las sustancias coagulantes y floculantes.

La solución floculante más adaptada a la naturaleza de las materias en suspensión con el fin de conseguir aguas decantadas limpias y la formación de lodos espesos se determina por pruebas, ya sea en laboratorio o en el campo.

En la minería, los floculantes utilizados son polímeros sintéticos de alto peso molecular, cuyas moléculas son de cadena larga y con gran afinidad por las superficies sólidas. Estas macromoléculas se fijan por adsorción a las partículas y provocan así la floculación por formación de puentes interpartículas.

sistemas de tratamiento

Implementar medidas de eficiencia energética en las plantas de tratamiento de aguas (potabilizadoras y residuales) es sumamente importante, ya que el costo de energía eléctrica representa, en el mayor de los casos, de un 25 a un 50 por ciento del costo total de operación de una planta de tratamiento. Asimismo, el impacto de las plantas sobre el consumo energético global de un organismo operador , dependiendo el grado de cobertura de saneamiento que tenga, pude estar entre el 20 y el 40 %.

En México, según datos oficiales, los niveles de cobertura de tratamiento de aguas residuales alcanzan el 29 % solamente. Esto significa que el impacto energético de estas plantas irá en aumento a medida que la cobertura se amplíe y significará un factor adicional de presión sobre el sector energético de nuestro país para abastecer el crecimiento de la demanda.

Algunos procesos de tratamiento consumen más energía que otros por lo que deberán ser tratados con prioridad, Por ejemplo, en una planta de tratamiento de lodos activados, la fase biológica representa del 30 al 80% de los costos de energía de la planta.

Los controles automáticos y sistemas de velocidad variable pueden ayudar a minimizar el tiempo de operación del equipo.

Tratamiento primario

Aunque la mayoría de los procesos de tratamiento primario no consumen mucha energía, existen oportunidades de incrementar la eficiencia. Por ejemplo, algunas veces los desechos en las aguas residuales son triturados en partículas más finas con trituradores, como una alternativa al uso de cribas para eliminarlos del agua. Al usar trituradores, posteriormente se requiere más energía para retirar este material durante la etapa de tratamiento secundario. Una alternativa preferida es la remoción de desechos utilizando una criba. Para lograr una mayor reducción de los costos operativos durante el tratamiento primario se recomienda: retirar del agua la mayor cantidad de desechos que sea posible durante la etapa primaria, con el fin de evitar costos operativos más altos durante el tratamiento secundario, reducir el agua en el lodo cloacal procesado, porque un menor contenido de agua puede reducir las necesidades de bombeo y los costos que implica la disposición de los desechos y utilizar sistemas de velocidad variable en los sopladores de la cámara de sedimentación aireada.

Tratamiento secundario

El tratamiento secundario consume mucha más energía que el primario, por lo que las mejoras en eficiencia pueden representar ahorros bastante altos en costos. Por ejemplo, los dispositivos de aireación, como toberas, difusores o agitadores mecánicos, que proporcionan oxígeno a los microorganismos y mezclan el lodo de las aguas residuales,

consumen grandes cantidades de energía. La opción de dispositivos de agitación deberá considerarse en forma cuidadosa. Los difusores de burbujas pequeñas tienden a ser más eficientes en cuestión de energía que los de burbujas grandes, porque las burbujas pequeñas transfieren mayor cantidad de oxígeno. La conversión de los difusores de burbujas grandes o agitadores en un sistema de burbujas pequeñas, deberá disminuir al menos en un 25% los costos energéticos de la aireación del drenaje. Sin embargo, los difusores de burbujas pequeñas necesitan más mantenimiento que los de burbujas grandes, para conservarlos limpios y operando a su máxima eficiencia. En una planta, el tipo y composición de las aguas residuales indicará la mejor opción.

Existen otras medidas que pueden tomarse para mejorar la eficiencia del tratamiento secundario: Instalar sistemas de control de la aireación . Estos sistemas optimizan el desempeño del tratamiento del agua, mediante el control y ajuste de la cantidad de aire introducido en las cuencas de aguas residuales.

planta tratadora de aguas

La planta tratamiento de agua servida domestica forma parte de nuestra guia de productos Aguamarket de la categoria potabilización del agua, subcategoria planta tratamiento aguas servidas.

La planta tratamiento de agua servida domestica es una instalacion habilitada para el tratamiento de agua potable, agua Servida o para la transferencia, tratamiento y/o disposición de residuos sólidos de origen domiciliario y/o residuos líquidos de origen industrial.

TratamientoPrimario

La planta tratamiento de agua servida domestica retira los sólidos de como maderas, papel, trapos y plástico, se lavan, secan y se llevan a un botadero de basura autorizado para eliminarlos. El cascajo y la arena que pueden dañar a las bombas también se sacan y eliminan de manera similar, los sólidos restantes se separan del líquido pasando el agua servida a través de grandes estanques de decantación donde la mayor parte de la materia sólida se precipita al fondo. Más o menos el 70% de los sólidos decanta en esta etapa y se los llama “lodos” que son usados en la agricultura después de pasar por un nuevo tratamiento llamado tratamiento de lodos.

Tratamiento Secundario

Es un proceso biológico basado en microorganismos que existen naturalmente y descomponen la materia orgánica y purifican el líquido.

La planta tratamiento de agua servida domestica tiene un proceso simple de saneamiento de aguas servidas se reproducen estos microorganismos en piedras sobre las que se hacen escurrir lentamente a las aguas servidas. Los microorganismos necesitan oxígeno para desarrollarse y se alimentan de las bacterias del agua servida, purificando el agua. Estas unidades de tratamiento se llaman filtros de percolación.

La planta tratamiento de agua servida domestica puede acelerar este proceso soplando aire en el interior de los estanques de aguas servidas donde los microorganismos flotan libremente y se alimentan de bacterias. Estas unidades de tratamiento se llaman estanques de aireación. Luego de cualquiera de las formas de tratamiento secundario el agua servida se decanta en estanques para separar el lodo biológico del agua residual purificada, puede ser necesario un tratamiento adicional para darle un “toque final” al agua residual que se conoce como el tratamiento terciario donde se usan varios métodos como filtros de arena, lechos de caña o lotes de pasto.

normas oficiales

NORMAS OFICIALES MEXICANAS EN MATERIA DE: DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES D.O.F. NOM-001-ECOL-1996 NOM-001-SEMARNAT-1996 Área responsable del diseño de la norma: DIRECCIÓN GENERAL DEL SECTOR PRIMARIO Y RECURSOS NATURALES LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES. (ACLARACIÓN D.O.F. 30-ABRIL-1997). 06/ENE/97 NOM-002-ECOL-1996 NOM-002-SEMARNAT-1996 Área responsable del diseño de la norma: DIRECCIÓN GENERAL DEL SECTOR PRIMARIO Y RECURSOS NATURALES LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL. 03/JUN/98 NOM-003-ECOL-1997 NOM-003-SEMARNAT-1997 Área responsable del diseño de la norma: DIRECCIÓN GENERAL DEL SECTOR PRIMARIO Y RECURSOS NATURALES LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS QUE SE REUSEN EN SERVICIOS AL PÚBLICO. 21/SEP/98

solidos sedimentables

Podemos distinguirlos en sólidos sedimentables, sólidos en suspensión y sólidos disueltos, siendo los sólidos totales la suma de todos ellos. Estos sólidos, además de poder suponer la presencia de cuerpos u substancias extrañas que pudieran en algún caso no ser recomendables, aumentan la turbidez del agua y disminuyen la calidad de la misma.

Los sólidos sedimentables son sólidos de mayor densidad que el agua, se encuentran dispersos debido a fuerzas de arrastre o turbulencias. Cuando estas fuerzas y velocidades cesan y el agua alcanza un estado de reposo, precipitan en el fondo. Suelen eliminarse fácilmente por cualquier método de filtración.

Los sólidos en suspensión se mantienen en el agua debido a su naturaleza coloidal que viene dada por las pequeñas cargas eléctricas que poseen estas partículas que las hacen tener una cierta afinidad por las moléculas de agua. Este tipo de sólidos como tales son difíciles de eliminar siendo necesaria la adición al agua de agentes coagulantes y floculantes que modifican la carga eléctrica de estas partículas consiguiendo que se agrupen en flóculos de mayor tamaño para así poder separarlos mediante filtración. Ciertos sistemas de tratamiento de agua como la ozonización ya suponen de por sí un buen método floculante ya que se produce la oxidación del hierro, manganeso y aluminio, óxidos que son los que verdaderamente ejercen un fuerte poder floculante en el agua aumentando la eficacia del filtro y mejorando la transparencia del agua.

Los sólidos disueltos están relacionados con el grado de mineralización del agua ya que son iones de sales minerales que el agua ha conseguido disolver a su paso. Están relacionados con la conductividad del agua ya que un aumento de estos iones aumenta la capacidad conductiva. Un tratamiento prolongado con compuestos del cloro en una piscina por ejemplo aumenta la cantidad de sólidos disueltos y la conductividad en el tiempo.

---

Turbidez

La turbidez es un parámetro relacionado con el grado de transparencia y limpieza del agua que a su vez depende de la cantidad de sólidos en suspensión del agua que pueden ser resultado de una posible actividad biológica o simplemente una presencia de componentes no deseables. Se mide mediante la absorción que sufre un haz de luz al atravesar un determinado volumen de agua. Para eliminar esta turbidez y así mejorar la calidad del agua se usan los distintos tipos de filtros que hay en el mercado, mejorando el rendimiento con el uso de floculantes.

contaminantes del agua

Los contaminantes más frecuentes de las aguas son: materias orgánicas y bacterias, hidrocarburos, desperdicios industriales, productos pesticidas y otros utilizados en la agricultura, productos químicos domésticos y desechos radioactivos. Lo más grave es que una parte de los derivados del petróleo son arrojados al mar por los barcos o por las industrias ribereñas y son absorbidos por la fauna y flora marinas que los retransmiten a los consumidores de peces, crustáceos, moluscos, algas,etc.

A pesar de que se conocen las propiedades cancerígenas de los hidrocarburos polibencénicos del tipo 3-4 pireno que se ha encontrado en el cuerpo de diversos tipos de organismos acuáticos que consume el hombre.

Los contaminantes en forma líquida provienen de las descargas de desechos domésticos, agrícolas e industriales en las vías acuáticas, de terrenos de alimentación de animales, de terrenos de relleno sanitario, de drenajes de minas y de fugas de fosas sépticas. Estos líquidos contienen minerales disueltos, desechos humanos y de animales, compuestos químicos sintéticos y materia coloidal y en suspensión. Entre los contamiantes sólidos se encuentran arena, arcillas, tierra, cenizas, materia vegetal agrícola, grasas, brea, papel, hule, plásticos, madera y metales.

Contaminantes físicos. Afectan el aspecto del agua y cuando flotan o se sedimentan interfieren con la flora y fauna acuáticas. Son líquidos insolubles o sólidos de origen natural y diversos productos sintéticos que son arrojados al agua como resultado de las actividades del hombre, así como, espumas, residuos oleaginosos y el calor (contaminación térmica).

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). Gran parte de estos contaminantes son liberados directamente a la atmósfera y bajan arrastrados por la lluvia. Esta lluvia ácida, tiene efectos nocivos que pueden observarse tanto en la vegetación como en edificios y monumentos de las ciudades industrializadas.

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 (eutroficación).

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.

Contaminates biológicos. Incluyen hongos, bacterias y virus que provocan enfermedades, algas y otras plantas acuáticas. Algunas bacterias son inofensivas y otras participan en la degradación de la materia orgánica contenida en el agua.

Ciertas bacterias descomponen sustancias inorgánicas. La eliminación de los virus que se transportan en el agua es un trabajo muy difícil y costoso

purificacion del agua

Existen diferentes tipos de agua, de acuerdo a su procedencia y uso: de manantial, potable y residual. El agua de manantial es el flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un área restringida. Puede aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, laguna o lagos. Su localización está en relación con la naturaleza de las rocas, la disposición de estratos permeables e impermeables y el perfil del relieve, ya que un manantial tiene lugar donde un nivel freático se corta con la superficie.

Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener origen atmosférico (agua de lluvia que se filtra en la tierra y surge en otro lugar a menor altitud) o ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente o aguas termales, calentadas por contacto con rocas ígneas.

La naturaleza a través del ciclo del agua, trabaja para limpiarla, sin embargo no tiene la capacidad suficiente para eliminar todas las sustancias y contaminantes que se vierten al agua. Por ello el agua captada de los ríos es llevada por una línea de conducción, a una planta de tratamiento para purificarla y hacerla potable y apta para el consumo humano. Ya potable el agua es conducida a tanques de distribución que a través de redes de distribución surten a los diferentes sectores de la ciudad.

Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua residual. Las aguas residuales pueden tener origen doméstico, industrial, subterráneo o meteorológico y reciben los siguientes nombres respectivamente: domésticas industriales, de infiltración y pluviales

Nuevos aerogeles para limpiar agua contaminada

(NC&T) Peter Chupas y Mercouri Kanatzidis, expertos en ciencia de los materiales del Laboratorio Nacional de Argonne, junto a colegas suyos de la Universidad del Noroeste y de la Universidad Estatal de Michigan, crearon y caracterizaron los aerogeles semiconductores porosos en el Laboratorio de Argonne. Los investigadores sumergieron una fracción de un gramo del aerogel en una solución de agua contaminada con mercurio, y comprobaron que el gel eliminó más del 99,99 por ciento del metal pesado. Los investigadores creen que estos geles no sólo pueden usarse para este tipo de limpieza medioambiental, sino también para quitar las impurezas del gas hidrógeno que podrían dañar los catalizadores en células de combustible de hidrógeno.

Se espera que los aerogeles puedan separar las impurezas del gas de hidrógeno como lo hicieron con el mercurio del agua: actuando como una especie de tamiz o membrana permeable selectiva. La estructura química y física única de estos geles permitirá a los investigadores "sintonizar" los tamaños de sus poros o su composición con el fin de separar impurezas específicas del flujo de hidrógeno.

Al contrario que los materiales de estructura periódica, que poseen una estructura con patrones bastante concretos, los geles formados por el equipo de investigación tienen una estructura muy desordenada. Como resultado de eso, las técnicas cristalográficas convencionales no habrían revelado eficazmente la estructura y comportamiento de los geles. En cambio, los rayos X de alta-energía producidos por la máquina APS en el Laboratorio de Argonne, permitieron a los científicos tomar lecturas precisas de las distancias atómicas dentro de estos materiales desorganizados.

aguas contaminadas

La contaminación del agua es conocida desde la antigüedad. En Roma eran frecuentes los envenenamientos provocados por el plomo de las tuberías que transportaban el agua. En las ciudades medievales eran, habitualmente, sucias y pestilentes y provocaban serios y extendidos problemas de salud que se fueron agravando cada vez más. En la actualidad, es alarmante la constante pérdida de agua potable.

Los problemas del agua se centran tanto en la calidad como en la cantidad. La comunidad debe conocer la importancia de la "calidad" de la misma y esa misma comunidad de encargarse de su cuidado y preservación. Los primeros en contaminar las aguas son los pesticidas, llevados hasta los ríos por la lluvia y la erosión del suelo, cuyo polvo vuela hacia los ríos o el mar y los contamina. Además, los campos pierden fecundidad por abuso de las técnicas agrícolas. La sal acarreada en el invierno desde las rutas hasta los ríos es otro factor envenenante. Lo mismo que los diques y las represas, que "barren" amplias franjas de cultivo. La agricultura da cuenta de alrededor del 70% del uso global del agua.

Si bien las naciones industrializadas han tenido bastante éxito en el control de la contaminación proveniente de industrias, siguen teniendo problemas con la escorrentía en las tierras de cultivos y con las aguas que fluyen de los centros urbanos cargadas con todos tipos de elementos.

La situación es muy distinta en los países en desarrollo, donde hay un déficit notable de sistemas cloacales y de controles de aguas residuales industriales.

Es probable que diez países africanos experimenten una severa escasez de agua, con Egipto perdiendo vitales provisiones del río Nilo mientras otras naciones desarrollan las fuentes del río. En China, cincuenta ciudades enfrentan ya la escasez de agua. En India, decenas de miles de villorrios enfrentan la escasez. En México, se extrae un 40% más de agua de cuanto se reemplaza, lo que hace que la tierra se hunda e introduce la posibilidad de tener que importar agua dulce. En la ex Unión Soviética el agotamiento de agua de río para la irrigación y para otras necesidades ya ha hecho que el mar de Aral descienda dos tercios desde 1960 y en los Estados Unidos, un quinto de la tierra irrigada es sometida al excesivo bombeo de agua de pozo.

Las propias viviendas están polucionadas por los productos de limpieza contra los cuales ya son poco efectivos los mantos filtrantes, taponados por esas "aguas negras" (Petróleo) que llegan al mar.

A la basura producida por el hombre y los escapes de contaminantes industriales, hay que añadir los tóxicos fabriles echados a los ríos y la polución de los cientos de alcantarillas. Los países occidentales industriales han hecho algún progreso al establecer controles sobre la contaminación industrial en particular. Pero subsisten problemas masivos. A la mayoría, les resulta sorprendente que en los países con mayor capacidad económica, poco más de la mitad de la gente cuente con el servicio de plantas de tratamiento de aguas fecales. El río Rhin drena una de las regiones más altamente industrializadas del mundo. Ha sido el foco de importantes esfuerzos europeos por mejorar el alcantarillado y el tratamiento de los desechos industriales. Han vuelto los peces a algunas partes del río de las que estuvieron ausentes por décadas. Pero la contaminación por las sustancias químicas tóxicas y el desecho mineral sigue siendo alta. El peligro de polución esta siempre presente.

¿por que el tratado de desecho?

El agua que entra a los hogares e industrias no siempre tiene la misma calidad al salir después de haber sido usada. La mayor parte del agua que se destina a estos lugares (hogares, industrias y oficinas) debe de ser tratada antes de ser regresada al ambiente. La naturaleza tiene una habilidad asombrosa para "limpiar" pequeñas cantidades de agua de desecho y contaminación, pero si se hiciese cargo de los miles de millones de galones de agua y drenaje que el hombre origina diariamente, no tendría la capacidad suficiente para hacerlo. Las instalaciones de tratamiento de aguas reducen la contaminación en las aguas de desecho a un nivel que la naturaleza puede manejar.

El agua al ser usada por el hombre, muchas veces se convierte en agua de desecho y drenaje. Las substancias que se pueden encontrar son desechos humanos, restos de comida, aceites, jabones y químicos. En los hogares, también se incluye agua usada en los fregaderos de cocina, en las regaderas, tinas de baño, lavadoras de ropa y lavadoras de loza. Las oficinas e industrias también contribuyen a aumentar la cantidad de agua que debe de ser tratada.

Las aguas de desecho también incluyen escurrimientos de tormenta. Aunque algunas personas asumen que el agua que corre por las calles cuando llueve está bastante limpia, en realidad no es así. Substancias contaminantes que se desprenden de las mismas calles, estacionamientos y techos de casas y edificios, pueden causar daño a nuestros ríos y lagos.

¿Porqué tratar el agua de desecho?

Porque nos preocupamos por nuestro medio ambiente y nuestra salud. Existen muchas razones que justifican porqué el mantener nuestra agua limpia es de primordial importancia:

Industria pesquera
El agua limpia es primordial para las plantas y los animales que viven en el agua. Esto es importante para la industria pesquera, para las personas cuyo pasatiempo es la pesca, y para las futuras generaciones.

Animales salvajes
Nuestros ríos y océanos están llenos de criaturas que dependen de las costas, playas y pantanos. De estos habitantes depende la subsistenciade cientos de especies diversas de peces y vida acuática. Las aves migratorias también hacen uso de estas áreas para descansar y alimentarse.

Recreación y Calidad de Vida
El agua representa una extensa área de juego para toda la población mundial. Los paisajes y valores recreativos de nuestros depósitos grandes de agua, muchas veces son las razones que convencen a las personas para vivir cerca de ellas. Los visitantes son atraídos para llevar a cabo diversas actividades como nadar, pescar, pasear en lanchas y hacer días de campo.

Preocupaciones sobre la Salud
Si el agua no se limpia apropiadamente, puede ser transmisora de enfermedades. Ya que vivimos, trabajamos y nos divertimos cerca al agua, la bacteria peligrosa tiene que ser removida para asegurarnos que el agua está limpia.

El propósito principal del tratamiento del agua de desecho es remover lo más posible las partículas sólidas que se encuentran suspendidas antes de que esta agua, llamada efluente, sea descargada de nuevo al ambiente. Al pudrirse el material sólido, consume oxígeno, el cual es necesario para la subsistencia de las plantas y animales que viven en el agua.

"El tratamiento primario" remueve cerca del 60 porciento de partículas sólidas suspendidas en las aguas de desecho. Este tratamiento involucra también el aerear (agitar el agua) con objeto de volver a añadir el oxígeno de nuevo. El tratamiento secundario remueve más del 90 porciento de las partículas sólidas suspendidas. Muy frecuentemente se agrega cloro al tratamiento de agua para matar la bacteria

PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA

Nombre común que se aplica al estado líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno H2O. Los antiguos filósofos consideraban el agua como un elemento básico que representaba a todas las sustancias líquidas. Los científicos no descartaron esta idea hasta la última mitad del siglo XVIII. En 1781 el químico británico Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire. Sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados claramente hasta dos años más tarde, cuando el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno. En un documento científico presentado en 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula actual H2O.
2. Propiedades Físicas Del Agua
1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa2) Color: incolora3) Sabor: insípida4) Olor: inodoro5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C6) Punto de congelación: 0°C7) Punto de ebullición: 100°C8) Presión critica: 217,5 atm.9) Temperatura critica: 374°C
El agua químicamente pura es un liquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada. A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.
Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por encima de su punto de fusión, el agua liquida se mantiene sin solidificarse algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua subenfriada) y puede conservarse liquida a –20° en tubos capilares o en condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las condiciones de cristalización.
A consecuencia de su elevado calor especifico y de la gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en las regiones marinas.
El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la particularidad de ser mínimo a la de 4°. A dicha temperatura la densidad del agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4° no sólo se dilata cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0°: a esta temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia 0,9168, que es la densidad del hielo a 0°, lo que significa que en la cristalización su volumen aumenta en un 9 por 100.
Las propiedades físicas del agua se atribuyen principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno, los cuales se presentan en mayor número en el agua sólida, en la red cristalina cada átomo de la molécula de agua está rodeado tetraédricamente por cuatro átomos de hidrógeno de otras tantas moléculas de agua y así sucesivamente es como se conforma su estructura. Cuando el agua sólida (hielo) se funde la estructura tetraédrica se destruye y la densidad del agua líquida es mayor que la del agua sólida debido a que sus moléculas quedan más cerca entre sí, pero sigue habiendo enlaces por puente de hidrógeno entre las moléculas del agua líquida. Cuando se calienta agua sólida, que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión, a medida que se incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.
3. Propiedades Químicas del Agua
1)Reacciona con los óxidos ácidos2)Reacciona con los óxidos básicos3)Reacciona con los metales4)Reacciona con los no metales5)Se une en las sales formando hidratos1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos.2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.4)El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua).5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.
Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.
El agua como compuesto quimico:Habitualmente se piensa que el agua natural que conocemos es un compuesto químico de fórmula H2O, pero no es así, debido a su gran capacidad disolvente toda el agua que se encuentra en la naturaleza contiene diferentes cantidades de diversas sustancias en solución y hasta en suspensión, lo que corresponde a una mezcla.
El agua químicamente pura es un compuesto de fórmula molecular H2O. Como el átomo de oxígeno tiene sólo 2 electrones no apareados, para explicar la formación de la molécula H2O se considera que de la hibridación de los orbitales atómicos 2s y 2p resulta la formación de 2 orbitales híbridos sp3. El traslape de cada uno de los 2 orbitales atómicos híbridos con el orbital 1s1 de un átomo de hidrógeno se forman dos enlaces covalentes que generan la formación de la molécula H2O, y se orientan los 2 orbitales sp3 hacia los vértices de un tetraedro triangular regular y los otros vértices son ocupados por los pares de electrones no compartidos del oxígeno. Esto cumple con el principio de exclusión de Pauli y con la tendencia de los electrones no apareados a separarse lo más posible.Experimentalmente se encontró que el ángulo que forman los 2 enlaces covalentes oxígeno-hidrógeno es de 105º y la longitud de enlace oxígeno-hidrógeno es de 0.96 angstroms y se requiere de 118 kcal/mol para romper uno de éstos enlaces covalentes de la molécula H2O. Además, el que el ángulo experimental de enlace sea menor que el esperado teóricamente (109º) se explica como resultado del efecto de los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno que son muy voluminosos y comprimen el ángulo de enlace hasta los 105º.Las fuerzas de repulsión se deben a que los electrones tienden a mantenerse separados al máximo (porque tienen la misma carga) y cuando no están apareados también se repelen (principio de exclusión de Pauli). Además núcleos atómicos de igual carga se repelen mutuamente.Las fuerzas de atracción se deben a que los electrones y los núcleos se atraen mutuamente porque tienen carga opuesta, el espín opuesto permite que 2 electrones ocupen la misma región pero manteniéndose alejados lo más posible del resto de los electrones.La estructura de una molécula es el resultado neto de la interacción de las fuerzas de atracción y de repulsión (fuerzas intermoleculares), las que se relacionan con las cargas eléctricas y con el espín de los electrones.De acuerdo con la definición de ácido y álcali de Brönsted-Lowry, los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno en la molécula H2O le proporciona características alcalinas.

Los 2 enlaces covalentes de la molécula H2O son polares porque el átomo de oxígeno es más electronegativo que el de hidrógeno, por lo que esta molécula tiene un momento dipolar electrostático igual a 6.13x10-30 (coulombs)(angstrom), lo que también indica que la molécula H2O no es lineal, H-O-H.El agua es un compuesto tan versátil principalmente debido a que el tamaño de su molécula es muy pequeño, a que su molécula es buena donadora de pares de electrones, a que forma puentes de hidrógeno entre sí y con otros compuestos que tengan enlaces como: N-H, O-H y F-H, a que tiene una constante dieléctrica muy grande y a su capacidad para reaccionar con compuestos que forman otros compuestos solubles.El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.

CALIDAD DEL AGUA

El término calidad del agua es relativo, referido a la composición del agua en la medida en que esta es afectada por la concentración de sustancias producidas por procesos naturales y actividades humanas.
Como tal, es un término neutral que no puede ser clasificado como bueno o malo sin hacer referencia al uso para el cual el agua es destinada.
De acuerdo con lo anterior, tanto los criterios como los estándares y objetivos de calidad de agua variarán dependiendo de si se trata de agua para consumo humano (agua potable), para uso agrícola o industrial, para recreación, para mantener la calidad ambiental, etc.
Los límites tolerables de las diversas sustancias contenidas en el agua son normadas por la Organización Mundial de la Salud (O.M.S.), la Organización Panamericana de la Salud (O.P.S.), y por los gobiernos nacionales, pudiendo variar ligeramente de uno a otro. Los valores que se presentan en las tablas de abajo son por lo tanto referenciales.

EL AGUA

El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. En su uso más común, con agua nos referimos a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa que llamamos vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre.[2] En nuestro planeta, se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el 1,74%, los depósitos subterráneos en (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, la humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.Contrario a la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar y esto cada vez se confirma con nuevos descubrimientos. Podemos encontrar agua principalmente en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas, y el vapor compone la cola de ellos.
Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales a causar precipitaciones de 119.000 km³ al año.
Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce se consume en la agricultura.El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose como medio en la refrigeración, el transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe del orden del 10% restante.
El agua potable es esencial para todas las formas de vida, incluida la humana

tratamiento de aguas residuales

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reuso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.

Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente bombas - a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para colectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetas a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado.

Típicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. A continuación sigue la conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentacion secuntaria), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratmiento terciario)como desinfección, filtración, etc. Este efluente final puede ser descargado o reintroducidos de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc). Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.

Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un:

• Tratamiento primario (asentamiento de sólidos)



• Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan fácilmente)



• Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas, micro filtración o desinfección