Universidad de OrienteNcleo AnzoteguiEscuela de Ing. y Cs. AplicadasDepartamento de Ing. CivilIng. Ambiental

Agua potable

Profesora:Lopez, DoriannysBachilleres:Au, Alexander CI: 20675816lvarez, Jos A. CI: 2174625Barrios, Mariam CI: 25675358Ocque, Jos A. CI: 20935091Quijada, Jessica CI: 24493639

Barcelona, abril de 2015Introduccin

No existe nada ms importante para la vida del ser humano y de cualquier ser vivo que el agua potable, esta es imprescindible para que la vida en la tierra sea posible.Todos los esfuerzos del hombre por mejorar el medio ambiente y aumentar la calidad de vida dependen de la calidad y disponibilidad del agua.Cuando se busca una calidad del agua ajustada a las necesidades del usuario se someten las llamadas "aguas brutas" a un pretratamiento que comprende un cierto nmero de interacciones fsicas y mecnicas.La sedimentacin, con coagulacin o sin ella no proporciona un tratamiento satisfactorio del agua. Para obtener agua clara y transparente con la mxima garanta de que no transmita enfermedades se requiere el uso de un filtro. Este ayuda a la eliminacin del hierro y manganeso, del color, de los gustos y de los olores. Es necesaria la desinfeccin de las aguas, porque no solo consiste en suministrar agua limpia y libre de organismos patgenos, se desea un agua inodora, inspida que no deteriore o corroa los metales.

AGUA POTABLELlamamosagua potableal agua que podemos consumir o beber sin que exista peligro para nuestra salud. El agua potable no debe contener sustancias o microorganismos que puedan provocar enfermedades o perjudicar nuestra salud. Por eso, antes de que el agua llegue a nuestras casas, es necesario que sea tratado en unaplanta potabilizadora. En estos lugares se limpia el agua y se trata hasta que est en condiciones adecuadas para el consumo humano. Desde las plantas potabilizadoras, el agua es enviada hacia nuestras casas a travs de una red de tuberas que llamamosred de abastecimiento o red de distribucinde agua.Las propiedades que debe tener el agua potable son determinadas por las autoridades. Lo que se hace es fijarciertas cantidades mnimas y mximasde minerales, pH, agentes patgenos, etc., que el agua debe exhibir para ser clasificada como potable.

El agua deja de ser potable cuando presenta partculas no disueltas, elementos con toxicidad,virusobacterias. En estos casos, el consumo de agua se encuentra prohibido ya que estos componentes pueden generarenfermedadesa quien la bebe.

La falta de agua potable supone uno de los problemas sanitarios ms graves de la actualidad. Laspersonasque se ven forzadas a beber agua sin potabilizar pueden sufrir enfermedades de tipo diarreicas que, en algunos casos, ocasionan lamuerte.

Es importante, por lo tanto, invertir en estaciones parapotabilizarel agua en aquellas regiones ms necesitadas. Estas instalaciones pueden apelar a diversas tecnologas, persiguiendo un mismo fin: que el agua sea apta para el consumo humano.

En un sentido amplio, puede afirmarse que el agua potable es aqulla que no tienesabor,colorniolor. De todas formas, la condicin de potable del agua no debe librarse a los sentidos humanos, sino que tiene que ser certificada de manera cientfica.

FUENTES DE ABASTECIMIENTO

Se entiende por fuente de abastecimiento de agua aquel punto o fase de ciclo natural del cual se desva o aparta, temporalmente para ser usada regresando finalmente a la naturaleza. Esta agua puede o no volver a su fuente original, lo cual depende de la forma que se disponga de las aguas de desperdicio.

Para el abastecimiento pblico del agua se usan comnmente tantos los recursos superficiales como subterrneos. Las razones parta elegir una u otra son muchas e incluyen consideraciones tales como la calidad, cantidad disponible, la seguridad del abastecimiento y el costo de construccin y operacin.

Las fuentes de abastecimiento debern proporcionar en conjunto el Gasto Mximo diario; Sin embargo, en todo proyecto se debern establecer las necesidades inmediatas de la localidad siendo necesario que, cuando menos que la fuente proporcione el gasto mximo diario para esa etapa, sin peligro de reduccin por sequa o cualquier otra causa.

Si la calidad del agua no satisface las normas que exige el Reglamento Federal sobre obras de Provisin de Agua Potable, deber someterse a procesos de Potabilizacin.

Las aguas segn su procedencia se clasifican de la siguiente manera:

1) Aguas Metericas Lluvias, Nieve, Granizo.

2) Aguas Superficiales.a) Ros.b) Arroyos.c) Lagos.d) Presas, etc.

3) Aguas Subterrneas a) De manantial.b) De pozos someros, noria o profundos.c) De galera filtrante horizontales o verticales.Acuferos

Agua destinada a usos consultivos ( aquellos en los que el agua es transportada a su lugar de uso y la totalidad o parte de ella no regresa al cuerpo de agua). La mayor parte del agua extrada se destina al uso agropecuario, seguido por el uso para abastecimiento pblico. Casi dos terceras partes del agua destinada al abastecimiento pblico y un tercio del agua extrada con fines agropecuarios se obtienen de fuentes subterrneas.

Grado de presin.

Una forma de medir la intensidad de uso de los recursos hdricos es mediante el grado de presin. ste se calcula como el porcentaje que representa el volumen total de agua extrado con respecto a la disponibilidad natural media de agua.

AGUAS SUBTERRANEAS

El agua del subsuelo es uno de los recursos naturales ms valiosos de la tierra, el agua que se almacena en los poros, hendidura y abertura del material rocoso del subsuelo se le conoce como agua subterrnea. La palabra acufero se utiliza para describir una formacin subterrnea que es capaz de almacenar y transmitir agua. La calidad y la cantidad del agua varan de un acufero a otro y en ocasiones cambia dentro del mismo sistema. Algunos acuferos producen millones de litros de agua al da y mantienen su nivel, mientras que otros solo producen pequeas cantidades. En ciertas reas es posible que los pozos se hagan perforando a cientos de metros para llegar al agua utilizable, mientras que en otros, estos se encuentran a solo unos cuantos metros. Un sitio puede concentrar varios acuferos ubicados a distintas profundidades, mientras que otro puede contener poco o nada de agua. La edad del agua subterrnea vara de un acufero a otro, por ejemplo un acufero superficial no confinado podra contener agua de hace solo unos cuantos das, semanas o meces; en tanto que un acufero profundo, cubierto por una o ms capas impermeables, podra contener agua con cientos e incluso miles de aos de antigedad. La velocidad de desplazamiento subterrnea vara de acuerdo al material rocoso de la formacin a travs de la que se mueve. Cuando el agua se infiltra hacia el manto fretico, se transforma en agua subterrnea y comienza a moverse lentamente en gradiente hacia abajo. El movimiento del agua corresponde a las diferencias en los niveles de energa. Las energas que hacen que el agua subterrnea fluya se expresan como Energa Gravitacional y Presin energtica.

Como se desplaza el agua a travs del subsuelo

a) Movimiento del agua a travs de la grava.b) Movimiento del agua a travs de la arena.c) Movimiento del agua a travs de la arcilla.

NIVEL FRETICO: Parte superior de un acufero confinado; indica el nivel debajo del cual el suelo y la roca estn saturados con agua.

CUFERO CONFINADO: Acufero limitado por arriba y por abajo por capas no permeables que transmiten el agua de forma significativamente ms lenta que el acufero no confinado. El nivel de agua de un pozo que cubre un acufero confinado se lleva por arriba de su parte alta, por que este se encuentra bajo presin. Tambin recibe el nombre de acufero Artesiano.

ACUFERO NO CONFINADO: Acufero en el cual el lmite superior es la parte alta del nivel fretico

CAPA PERMEABLE: Porcin del acufero que contiene material rocoso poroso que permite que el agua penetre libremente.

CAPA IMPERMEABLE: Porcin del acufero que contiene material poroso que no permite que penetre el agua; con frecuencia forma la base de acuferos no confinados y los lmites de los acuferos confinados.

ZONA DE SATURACIN: Parte de una formacin que contiene agua en la cual todos los espacios (entre las partculas del suelo y los estratos rocosos) estn llenas de agua.

ZONA DE AERAEACION: Porcin de un acufero no confinado, por encima del nivel fretico, donde los espacios de poro entre las partculas de tierra y formacin rocosas estn llenas de aire.

PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE AGUAS SUPERFICIALES Y AGUAS SUBTERRNEAS.CARACTERSTICASAGUAS SUPERFICIALESAGUAS SUBTERRNEAS

TEMPERATURATurbiedad, material en SuspensinMineralizacinHierro y ManganesoGas carbnico agresivoAmoniacoSulfuro de HidrgenoSliceNitratosElementos vivosOxigeno disueltoVariable segn las estacionesVariables a veces elevadasVariable en funcin de los terrenosPrecipitacin, vertido, etc.Generalmente ausenteGeneralmente ausentePresente solo en aguas contaminadasAusenteContenido moderadoMuy bajo en generalBacterias, virus, planctonNormalmente prximo a la saturacinRelativamente constanteBajas o nulasSensiblemente constante,Mayor que en las aguas SuperficialesGeneralmente presentesNormalmente ausentePresente frecuente sin ser ndice de contaminacinNormalmente presenteContenido normalmente elevadoContenido a veces elevadoFerr bacterias.Normalmente ausente o muy bajo.

SISTEMA DE POTABILIZACION El proceso de potabilizacin tiene como objetivo la conversin del agua desde su estado natural hacia agua potable. Este proceso es complejo y costoso, y se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras.

A continuacin se presentan las etapas por las que debe pasar el agua, a efectos de llegar en las condiciones adecuadas para su consumo en los hogares:

a) Captacin: En esta etapa el agua se extrae desde las fuentes naturales, que generalmente son los ros, donde la misma se encuentra en estado crudo o natural.

b) Canalizacin: Una vez que el agua ha sido captada, debe ser conducida hacia la Planta Potabilizadora. Para ello pueden utilizarse dos tipos de sistemas: aduccin o impulsin. Aduccin: El agua se transporta por gravedad (por su propio peso) ya que la fuente abastecedora est a un nivel ms elevado que la Planta Potabilizadora.

Impulsin: El transporte del agua se realiza mediante bombas, ya que la fuente est ms baja que la Planta.c) Floculacin:El agua posee sustancias o partculas que se encuentran en suspensin. Para que estas partculas puedan eliminarse, deben ser sometidas a un proceso qumico denominado floculacin. En este proceso se aplican agentes qumicos, denominados coagulantes, que producen que estas partculas se unan formando los flocs. Esta aglomeracin de partculas, al ser ms pesada que cada partcula individual, se asienta, eliminando la turbiedad y permitiendo que el agua pueda clarificarse.d) Decantacin:Se ubica el agua en una gran pileta donde permanece quieta, producindose la separacin del lquido y de los slidos.Estos ltimos se depositan en el fondo por su propio peso.e) Filtracin:Es el proceso mediante el cual el agua es separada de la materia en suspensin hacindola pasar a travs de un elemento poroso, generalmente arena. En sntesis, en la filtracin se hace pasar el agua a travs de filtros de arena, en donde se eliminan los pocos grumos o fculos que hayan quedado.f) Cloracin:Es el proceso en el que se destruyen los agentes microbianos que pudiesen estar presentes en el agua. Para ello pueden utilizarse diferentes productos qumicos como: hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio, dixido de cloro, ozono, etc. ste es el ltimo paso en la potabilizacin del agua superficial.Cuando la fuente de agua es subterrnea y proviene de pozos, el nico tratamiento que requiere, generalmente, es la cloracin. Esto se debe a que el agua suele ser ms pura a grandes profundidades.g) Almacenamiento y Distribucin:El agua tratada en las Plantas Potabilizadoras se almacena en cisternas y/o tanques elevados de la Empresa, desde donde es distribuida por red a los domicilios.

COAGULACION

El tratamiento de la coagulacin delaguautiliza procesos qumicos para preparar el agua para el uso humano o para devolverla al medio ambiente. A travs de la coagulacin, las plantas de tratamiento de agua pueden eliminar las partculas de desecho en el agua y continuar con su tratamiento para ser utilizada nuevamente. El agua tratada es tambin menos daina cuando se devuelve al medionatural

Cmo funciona: El agua en sus formasnaturalesy en su forma de residuos incluye pequeas partculas. En el agua, estas partculas con la misma carga estn suspendidas en un coloide (una mezcla con propiedades entre una suspensin fina y una solucin). El proceso de repulsin - la propiedad fsica de las partculas con la misma carga (es decir, negativo y negativo) que se repelen entre s - detiene la combinacin las partculas en una forma reiterada. El tratamiento de la coagulacin del agua aplica productos qumicos para ayudar a las partculas de agua que se combinen entre s. Cuando las partculas se agregan, pueden ser eliminadas del agua tratada con mayor facilidad.

El uso de productos qumicos Las partculas que son fciles de colocar en agua se extraen a travs de un proceso de liquidacin llamado sedimentacin. Las partculas ms difciles de establecer deben reaccionar con un producto qumico en el agua.

Por ejemplo, cuando un producto qumico como el sulfato frrico se aade al agua, este qumico reacciona con las partculas de agua. En otras palabras, el coagulante introduce cargas positivas que desestabilizan las cargas negativas de las partculas.

El siguiente paso es un proceso llamado floculacin. Los polmeros adsorben sobre las partculas, haciendo que se combinen juntos en terrones o agregados llamados "flculos". La diferencia entre la coagulacin y la floculacin es que el primero neutraliza las cargas de las partculas y el ltimo hace que se formen los flculos a travs de la formacin de puentes de polmeros entre las partculas.

ABLANDAMIENTO DEL AGUAQu es el agua dura? Cuando se hace referencia del agua dura significa que contiene ms minerales (calcio y magnesio) que un agua normal. El grado de dureza de un agua aumenta segn cunto calcio y magnesio hay disuelto. Debido a la presencia de estos minerales, otros iones cargados positivamente no se disolvern tan rpidamente en el agua dura como en el agua que no contiene calcio y magnesio.Ablandamiento de Agua El ablandamiento del agua es una tcnica que sirve para eliminar los iones que hacen a un agua ser dura. Este procedimiento es importante en la potabilizacin del agua, ya que las aguas duras son las causantes de atascar las tuberas y complicar la disolucin de detergentes y jabones en agua. . Por otro lado las aguas duras no causan problemas al cuerpo humano y son tan satisfactorias como las aguas blandas.Qu Hace un Ablandador en el Agua? Los ablandadores de agua son especficos intercambiadores de iones que son diseados para eliminar iones, los cuales estn cargados positivamente. Los ablandadores mayormente eliminan los iones de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+). Los mecanismos de ablandamiento son capaces de eliminar ms de cinco miligramos por litro (5 mg/l) de estos elementos disueltos.El proceso de ablandamientoDependiendo de la dureza que se hable, se tendr el proceso de ablandamiento: Dureza Carbonatada: es llamada temporal, ya que al elevarse la temperatura del agua, hasta el punto de ebullicin, el calcio y el magnesio se precipitan en forma de carbonato de calcio e hidrxido de magnesio Dureza de no Carbonatos: se distingue como permanente, es decir, no puede eliminarse por agitacin trmica, se debe aplicar procesos qumicos para eliminarla del agua.

MEZCLADO RAPIDOSon tanques donde se agita el agua vigorosamente para lograr un buen mezclado y asegurar el contacto de los qumicos (polimeros, cloro, cal) con las partculas. A este proceso se le llama coagulacin. El coagulante o polmero neutraliza las cargas electrostticas de las partculas (que por lo general son negativas) y evita que se repelan fomentando entonces que se atraigan.FLOCULACIONConsiste en la agitacin de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y aglomeracin de los flculos recin formados, con la finalidad de aumentar el tamao y peso necesario para sedimentar con facilidad. La floculacin es favorecida por el mezclado lento que permite juntar poco a poco los flculos; un mezclado demasiado intenso los rompe y raramente se vuelven a formar en su tamao y fuerzas ptimas.Tipos de floculacin Floculacin Pericintica:Movimiento natural de las molculas de agua y esta inducida por la energa trmica. Floculacin Ortocintica:Se basa en las colisiones de partculas debido al movimiento del agua, el que es inducido por una energa exterior a la masa de agua y que puede ser de origen mecnico o hidrulico.Parmetros de la floculacin Floculacin Ortocintica Gradiente de velocidad Numero de colisiones Tiempo de retencin Densidad y tamao de floculacin Volumen de lodo

Mtodo del tratamiento

SEDIMENTACIONLa sedimentacin consiste en dejar el agua de un contenedor en reposo, para que los slidos que posee se separen y se dirijan al fondo. La mayor parte de las tcnicas de sedimentacin se fundamentan en la accin de la gravedad.

La sedimentacin puede ser simple o secundaria. La sedimentacin simple se emplea para eliminar los slidos ms pesados sin necesidad de otro tratamiento especial; mientras mayor sea el tiempo de reposo mayor ser el asentamiento y consecuentemente la turbidez ser menor, haciendo el agua ms transparente.

El reposo natural prolongado tambin ayuda a mejorar la calidad del agua, pues provee oportunidad de la accin directa delairey los rayos solares, lo cual mejora el sabor y elimina algunas sustancias nocivas del agua.

La sedimentacin secundaria ocurre cuando se aplica un coagulante para producir el asiento de la materia slida contenida en el agua.

FILTRACION

La filtracin es el proceso de separar un slido del lquido en el que est suspendido al hacerlos pasar a travs de un medio poroso (filtro) que retiene al slido y por el cual el lquido puede pasar fcilmente.

Se emplea para obtener una mayor clarificacin, generalmente se aplica despus de la sedimentacin para eliminar las sustancias que no salieron del agua durante su decantacin.

Lossistemas de filtracintratan el agua pasndola a travs de lechos de materiales granulares (p.ej., arena) que retiran y retienenlos contaminantes. Los sistemas de filtrado convencionales, directos, lentos de arena yde tierra diatomceahacen todos un buen trabajo al eliminar la mayora deprotozoos,bacteriasyvirus(si se usa la coagulacin).Usualmente, los filtros de bolsa y cartuchono eliminan los virus y muy pocas bacterias. La filtracin convencionales una operacin de varias etapas. Primero, se agrega uncoagulantequmico como sales de hierro o de aluminio alagua fuente. Despus, se agita la mezcla para inducir la unin de las partculas pequeas en suspensin para formar grumos ms grandes o flculos ms fciles de retirar. Estas masas coaguladas, o flculos, se dejan asentar fuera del agua, para que se lleven consigo muchos contaminantes. Al terminar estos procesos, el agua se pasa a travs de filtros de manera que las partculas restantes se adhieran por s mismas al material de filtro. La filtracin directaes similar a la filtracin convencional, excepto que despus de agregar el coagulante, y despus de agitar la mezcla, no hay una fase separada para la sedimentacin. En vez de ello, las partculas en suspensin son desestabilizadas por el coagulante y as se adhieren con mayor facilidad al material de filtro cuando el agua se filtra posteriormente.Los sistemas de filtracin lenta en arenano tienen fase de coagulacin y, usualmente, tampoco tienen un paso desedimentacin. Se induce el paso lento y descendente del agua a travs de un lecho de arena de dos a cuatro pies (0,6 a 1,2 metros) de profundidad. Una capa biolgicamente activa se forma a lo largo de la superficie superior del lecho de arena, atrapando as partculas pequeas y degradando algunoscontaminantes orgnicos. La filtracin biolgica en arena es un sistema de filtracin en el punto de uso anlogo a la filtracin lenta en arena, pero su eficacia est mucho menos establecida que sta ltima. La filtracin con tierra diatomcea usa como material de filtro las conchas fosilizadas de diminutos organismos marinos a travs de los cuales se hace pasar el agua sin tratamiento. La tierra filtra fsicamente los contaminantes particulados del agua. Los filtros de bolsa y cartucho son sistemas sencillos y fciles de usar que utilizan una bolsa tejida o un cartucho de filamento enrollado o un filtro fruncido para filtrar fsicamente losmicrobiosy sedimento del agua fuente. Los filtros de cermica se utilizan principalmente en aplicaciones de punto de uso. En los pases en vas de desarrollo, stos se fabrican localmente, algunas veces en microempresas autofinanciadas.La mayora de los sistemas de filtracin usan el retrolavado para limpiar el sistema. Esto produce aguas de desecho que se deben manejar adecuadamente.DESINFECCION DEL AGUALos sistemas dedesinfeccinse usan para combatir enfermedades propagadas en agua y causadas porbacterias ovirus.

Esos procesos neutralizan lospatgenosmediante el tratamiento delagua de fuentescon aditivos qumicos, o mediante la exposicin a laluz ultravioleta. Estos sistemas de tratamiento a menudo son de bajo costo y pueden fcilmente reducir su capacidad para las instalaciones de tratamiento de bajo volumen.

Clorolibre,cloraminasydixido de cloroson algunos de los desinfectantes ms comunes.La cloracines la clase ms popular (y ms antigua) de aditivos qumicos. El cloro es tambin un oxidante, as que ayuda a eliminar el hierro, el cido sulfhdrico y otros minerales.

Cloracin es el procedimiento para desinfectar el agua utilizando el cloro o alguno de sus derivados, como el hipoclorito de sodio o de calcio. En las plantas de tratamiento de agua de gran capacidad, el cloro se aplica despus de la filtracin. Para obtener una desinfeccin adecuada, el cloro deber estar en contacto con el agua por lo menos durante veinte minutos; transcurrido ese tiempo podr considerarse el agua como sanitariamente segura. Para desinfectar el agua para consumo humano generalmente se utiliza hipoclorito de sodio al 5.1%. Se agrega una gota por cada litro a desinfectar.

Elozono, un gas incoloro, trata a loscontaminantesorgnicos e inorgnicos casi de la misma manera que la cloracin pero es an ms eficaz contra las bacterias y otros grmenes. Los sistemas de ozono no son comunes en todo el mundo porque requieren muchainfraestructura, y su implementacin puede tener un alto costo.

El ozono es el desinfectante ms potente que se conoce, el nico que responde realmente ante los casos difciles (presencia de amebas, etc.). No comunica ni sabor ni olor al agua; la inversin inicial de una instalacin para tratamiento por ozono es superior a la de cloracin pero posee la ventaja que no deja ningn residuo.

La luz ultra violeta es, una parte invisible delespectro electromagnticoque mata bacterias y virus en el agua expuesta a sus rayos, y se produce tpicamente por medio de lmparas de mercurio. El proceso UV es de costo econmico y se usa con frecuencia en instalaciones de pequea escala, pero no es tan eficaz como otros desinfectantes en fuentes de suministro deagua superficialque contienen muchas partculas en suspensin.

La desinfeccin por ultravioleta usa la luz como fuente encerrada en un estuche protector, montado de manera que, cuando pasa el flujo de agua a travs del estuche, los rayos ultravioleta son emitidos y absorbidos dentro del compartimiento.Cuando la energa ultravioleta es absorbida por el mecanismo reproductor de las bacterias y virus, el material gentico (ADN/ARN) es modificado, de manera que no puede reproducirse. Los microorganismos se consideran muertos y el riesgo de contraer una enfermedad, es eliminado.

Conclusin

Llamamos agua potable a aquella que podemos consumir sin poner en riesgo nuestra salud. Esta no debe contener ninguna sustancia o microorganismo que pueda afectar al cuerpo humano, para esto deben ser tratadas en una planta potabilizadora.

Se pueden obtener las aguas de diferentes procedencias, ya sean metericas (lluvias, nieves, etc.), superficiales (lagos, ros, etc.) o aguas subterrneas que son las que se encuentran almacenadas en el subsuelo.

El agua debe pasar por un sistema de potabilizacin que se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras. Esta tiene varias etapas: La captacin, canalizacin, la floculacin, decantacin, filtracin, cloracin, almacenamiento y distribucin.

Cuando el agua contiene ms minerales (calcio y otro) se le llama agua dura, para eliminarlos el agua debe pasar por un proceso de ablandamiento, este es importante para la potabilizacin del agua ya que son las principales causantes de los atascamientos de las tuberas.

Todos estos procesos son necesarios para poder producir agua apta para el consumo humano.