Semana 06

EL AGUA

Fuentes, impurezas y tratamiento

M Sc. Ing. Ricardo Terreros LazoM Sc. Ing. Ricardo Terreros Lazo

“Los ríos son nuestros hermanos y sacian nuestra sed; son portadores de nuestras canoas, deben recordar y enseñarles a sus hijos que los ríos son nuestros hermanos y también lo son suyos y por lo tanto deben tratarlos con la misma dulzura con que se trata a un hermano”.

Gran Jefe Settie de la tribu india de los Duwamish, 1855

El agua, a pesar de ser importante para la vida se halla distribuida en forma desigual.

La mayor parte de su superficie del planeta está ocupada por agua.

Sin embargo, la mayor parte (el 97.4%) es salada y se encuentra en las cuencas oceánicas.

Sólo una muy pequeña parte es dulce (2.6%) y un quinto del agua dulce es subterránea.

Aunque el planeta está cubierto de agua en más de tres cuartas partes, el agua dulce es escasa y limitada porque su fuente depende del ciclo hidrológico.

El agua de la superficie del mar se evapora, asciende, condensándose en forma de nubes, las cuales son movidas por el viento hacia los continentes.

En el continente, las nubes pueden precipitar bajo forma de nieve, granizo o agua.

Al llegar al suelo, parte del agua se infiltra, parte escurre por la pendiente y parte de el se mantiene helada hasta la época de mayor calor en la que ocurre el deshielo.

El agua que escurre forma ríos, alimenta lagos y desemboca en los océanos. Las que se infiltran pasan a formar acuíferos (napas de aguas subterráneas).

Es desarrollo de la ciencia y la técnica, y la elevación del estándar de vida han originado un aumento considerable de demanda de agua potable.

Es así como mientras en los últimos 80 años la población mundial creció 2,2 veces, el consumo de agua aumento siete veces.

Se dice que las necesidades mínimas de la población rural pueden satisfacerse con cifras del orden de los 15 a 30 litros de agua por persona al día pero en muchos casos, por razones de pobreza y no accesibilidad al agua, los consumos generalizados rara vez sobrepasan los 5 a 10 litros diarios por persona.

En las ciudades, el consumo por persona aumenta considerablemente con el nivel de vida y con la tasa de crecimiento urbano.

Países como Francia consume entre 80 y 110 litros por persona al día, y en Estados Unidos, el estado de California alcanza los 200 litros.

En el caso del Perú, en Lima Metropolitana, se calcula en promedio diario de 80 litros por persona.

Si se toma en cuenta la demanda de la ciudad como un conjunto, estos datos se incrementan notablemente al considerar las necesidades públicas y colectivas, como inmuebles administrativos, hospitales, centros de enseñanza, áreas verdes u otras, de tal suerte que las cifras pueden llegar perfectamente a los 300 litros/habitante/día.

EL AGUA EN LA TIERRAEL AGUA EN LA TIERRA

DISPONIBILIDAD DE AGUA EN LA TIERRA 97.20%

2.15%

0.65%

OCEANOS AGUA CONGELADA AGUA DULCE SOBRE LA TIERRA Y EL AIRE

Fuente: Cubillos, A.1998. Calidad de agua y control de polución.CIDIAT, Mérida, Venezuela.

AGUA DULCE SOBRE LA TIERRA Y EN EL AIRE

48.00%

48.77%

1.50%0.80%

0.16%

AGUA SUBTERRANEA HASTA 800m DE PROFUNDIDADAGUA SUBTERRANEA A MAS DE 800m DE PROFUNDIDADEN LAGOS Y RIOSHUMEDAD DEL SUELO E INFILTRACIONVAPOR DE AGUA EN LA ATMOSFERA

EL AGUA EN EL PERUEL AGUA EN EL PERU

Division Hidrografica del Perú

Vertiente Oceano Pacifico

22%

Vertiente del Amazonas

74%

Vertiente del Lago Titicaca

4%

Hidrográficamente el territorio peruano se divide en tres vertientes; la vertiente del océano Pacífico con un área de 283 600 km2 (22%), la vertiente del Amazonas con 952 800 km2 (74%), y la vertiente del lago Titicaca con 48 800 km2 (4%).

Disponibilidad de Agua en el Perú

Pacifico2%

Atlantico97%

Titicaca1%

Pacifico Atlantico Titicaca

EL AGUA EN EL PERUEL AGUA EN EL PERU

1Propagación de la

vida acuática

1Propagación de la

vida acuática

2Recreación

2Recreación 3

Navegación

3Navegación 4

Generación de Energía

4Generación de

Energía

5Enfriamiento

5Enfriamiento

6Riego

6Riego

Recursos Naturales de agua en:Lluvia:6,7,9Ríos y lagos: 1,2,3,4,5,6,7,8,8,10Aguas subterráneas: 6,7,8,9Océanos: 1,2,3,4,5,8,9,10

10Transporte, dilución y

dispersión de desechos

10Transporte, dilución y

dispersión de desechos

9Abastecimiento de

poblaciones

9Abastecimiento de

poblaciones

8Industria

8Industria 7

Agricultura y cría de animales

7Agricultura y cría

de animales

Aguas con contaminación que necesitan tratamiento antes de su vertimiento a cursos naturales de aguaAguas con contaminación que necesitan tratamiento antes de su vertimiento a cursos naturales de agua

FUENTES DE FUENTES DE AGUA, USOS Y AGUA, USOS Y

CALIDADCALIDAD

FUENTES DE FUENTES DE AGUA, USOS Y AGUA, USOS Y

CALIDADCALIDAD

Las aguas subterráneas constituyen la parte del recurso hídrico que dispone de menor información en cuanto a su potencialidad.

Las reservas explotables conocidas a nivel nacional ascienden a 2,739.3 millones de m3., íntegramente ubicadas en la vertiente del Pacífico. La explotación actual de agua subterránea estimada para las cuencas de la vertiente del Pacífico es  de 1,423.46 millones de m3. 

Las cuencas de mayores reservas explotables conocidas y de mayor explotación actual son el Chira y el Rímac con 890 y 600 millones de m3., respectivamente. 

FUENTES NATURALES Y SUS CARACTERISTICAS

1.- Agua de Río.- Son las aguas telúricas, en las que el grado de dureza depende del lecho del río. En general presentan baja dureza y alto grado de turbidez.

2.- Agua de Pozo.- Es sumamente dura, presentando temperatura baja y constante. Resulta muy útil para refrigeración, pero genera incrustaciones.muchos sólidos en suspensión.

FUENTES NATURALES Y SUS CARACTERISTICAS

3.- Agua de Lluvia.- Es un agua blanda, pero altamente contaminada por los fenómenos atmosféricos, además contiene CO2 disuelto.

4.- Agua de Mar.- Tiene una gran cantidad de sales disueltas (aprox. 35 g/L.). Por esta razón presenta el problema de su alto costo de tratamiento.

5.- Agua de Lago.- Son usualmente blandas, pero suelen contener gran cantidad de materia orgánica y muchos sólidos en suspensión.

VertienteVertiente Oferta hOferta híídricadrica PoblaciPoblacióónn Uso del Uso del AguaAgua

%% HabitantesHabitantes Millones de Millones de m3m3

PACPACÍÍFICOFICO 1.691.69 14 48214 482 1 0181 018

ATLATLÁÁNTICONTICO 97.8197.81 8 3608 360 228228

TITICACATITICACA 0.500.50 1 1541 154 1818

TOTALTOTAL 100.00100.00 23 99723 997 1 2641 264

Fuente: INEI, 1993

Existe una gran desigualdad entre oferta hídrica y demanda:

Algunos Algunos departamentos departamentos

(a modo de (a modo de ejemplo)ejemplo)

Población sin Población sin aguaagua

Población Población

sin desagüesin desagüe

CallaoCallao 27.627.6 28.928.9

JunínJunín 35.635.6 62.862.8

La LibertadLa Libertad 29.329.3 52.952.9

LambayequeLambayeque 40.340.3 54.754.7

LimaLima 28.728.7 33.533.5

HuancavelicaHuancavelica 23.423.4 84.884.8

Muchos pobladores no pueden acceder al agua, o cuando lo hacen, el agua no tiene una calidad satisfactoria para el consumo humano.

DUREZA DEL AGUA

Es el contenido de sales solubles de calcio y magnesio, expresado a veces como carbonato de calcio y en otros casos como sulfatos, cloruros y nitratos.

Expresión de Dureza (ppm).- parte por millón = 1 mg de compuesto /L. De solución.

Ejemplo: Se tiene 50 g. de Ca(HCO3)2 disueltos en 2 m3 de agua potable, expresar la concentración de esta sal en ppm.Dureza = 50 g / 2 m3 = 50000 mg / 2000 L. =25 mg/ L. = 25 ppm

DUREZA DEL AGUA - TIPOS

La dureza se divide en dos clases:

a) Dureza Temporal o de carbonato.- Se debe a los bicarbonatos de calcio y magnesio (Ca(HCO3)2 y Mg(HCO3)2 respectivamente).

b) Dureza Permanente.- Se debe a los sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio. Esta dureza se puede reducir por el empleo de agentes químicos.

Partes por millón de carbonato de Calcio equivalente (ppm eq.).-

Ejemplos:

- Exprese 250 ppm de Ca(HCO3)2 en ppm de carbonato equivalente.ppm eq. = ppm de sal . M CaCO3 / M sal ppm eq. = 250 . 100 / 162 = 154,32 ppm de CaCO3 equivalente

- Exprese 350 ppm de CaSO4 en ppm de carbonato de calcio equivalente.ppm. eq. = 350 . 100 / 136 = 257,35 ppm de CaCO3 equivalente

ABLANDAMIENTO DEL AGUA

Consiste en eliminar las impurezas minerales, lo que se puede lograr de diversas formas:

1.- Ebullición.- Un simple hervor ablanda el agua temporalmente, pero genera incrustaciones indeseables (caliche).

Ca(HCO3)2 CO2 (g) + CaCO3 (s) + H2O

2.- Tratamiento Químico.-

a) Eliminación de la dureza temporal.- Se emplea CaO (cal viva) ó Ca(OH)2 (cal apagada), según las reacciones:

CaO + H2O Ca(OH)2

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 (s) ↓+ 2 H2O

Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 2 CaCO3 (s) ↓ + Mg(OH)2 (s) + 2 H2O

Ca(NO3)2 + Na2CO3 CaCO3 (s) ↓ + 2 NaNO3

2.- Tratamiento Químico.-

b) Eliminación de la Dureza Permanente.- Se emplea carbonato de sodio (Na2CO3):

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 (s) ↓ + 2 NaCl

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 (s) ↓ + Na2SO4

Ca(NO3)2 + Na2CO3 CaCO3 (s) ↓ + 2 NaNO3

AGUA PARA EL AMASADO Y CURADO DEL CONCRETO

El agua forma parte de la estructura del concreto cuando se produce el fraguado del cemento.

Dicha agua deberá ser clara, sin propiedades colorantes, libre de glúcidos (azucares) y de aceites. Además, no deberá contener substancias que puedan producir efectos desfavorables sobre el fraguado, la resistencia o la durabilidad del concreto ni sobre las armaduras.

NORMA TECNICA

1. El contenido máximo de materia orgánica, expresada en oxígeno consumido será de 3 mg/L. = 3 ppm.

2. Contenido de residuo sólido no será mayor de 5 g/L. = 5000 ppm.

3. El pH estará comprendido entre 5,5 y 8.

4. El contenido de sulfato, expresado como ión SO4 = será menor de 600 ppm.

NORMA TECNICA

5. El contenido de cloruro, expresado como ión Cl –, será menor de 1g/L.= 1000 ppm.

6. El contenido de bicarbonatos alcalinos (alcalinidad total) expresado en Mg(HCO3)2, será menor de 1g/L. = 1000 ppm.

7. De manera opcional se controlará la variación de color en función del contenido de hierro, expresado en ión férrico que será de 1ppm.

LEY GENERAL DE AGUAS

Artículo 10:

Ministerio de Agricultura: conservación e incremento de las aguas. Otorga la autorización de uso de agua a particulares

Ministerio de Salud: preservación de los recursos hídricos. Otorga autorización sanitaria de vertimientos a cuerpos de agua

NORMAS AMBIENTALES

Artículo 22°

Está prohibido verter o emitir cualquier residuo sólido, líquido o gaseoso que pueda contaminar las aguas, causando daño o poniendo en peligro la salud humana o el normal desarrollo de la flora o fauna o comprometiendo su empleo para otros usos.

ENTIDADES COMPETENTESENTIDADES COMPETENTES

La Intendencia de Recursos Hídricos, es la más alta autoridad técnico normativa encargada de promover , supervisar y controlar las políticas, planes, programas, proyectos y normas sobre el uso sostenible de los recursos hídricos a nivel nacional.

FUNCION: promover el perfeccionamiento del marco técnico, jurídico y normativo para la gestión sostenible de los recursos hídricos, supervisar y evaluar las acciones de las autoridades locales de aguas, conservar y promover el aprovechamiento sostenible de los recursos hídricos, así como el ordenamiento territorial y la formulación de planes maestros de gestión. Por último, realiza estudios y proyectos con la cooperación técnica económica nacional e internacional.

MINISTERIO DE AGRICULTURA - INRENA

ENTIDADES COMPETENTESENTIDADES COMPETENTES MINISTERIO DE SALUD - DIGESA

DIGESA es una dirección de línea del Ministerio de Salud , desempeña un rol técnico normativo a nivel nacional respecto a los aspectos de Protección del ambiente, Saneamiento Básico, Higiene Alimentaria, Control de Zoonosis y Salud Ocupacional.

VP

VA

VT

VERTIENTES DEL PERU

Rios

2’043,548 mmc

34,536 MMC

1’998,794 MMC

10,218 MMC

VERTIENTEVERTIENTE

HIDROGRAFICHIDROGRAFICAA

VOLUMEN VOLUMEN

DISPONIBLEDISPONIBLE

(MMC)(MMC)

CUENCASCUENCASHIDROGRAFICAHIDROGRAFICA

SS

CUENCASCUENCASMONITOREADAMONITOREADA

SS

POBLACION POBLACION APROXIMADAPROXIMAD

A A COBERTURADCOBERTURAD

AA

PACIFICOPACIFICO 34,535.934,535.9 5353 3636 10’024,20010’024,200

ATLANTICOATLANTICO 1’998,794.31’998,794.3 4444 88 3’144,4563’144,456

TITICACATITICACA 10,217.810,217.8 99 33 872,436872,436

TOTALTOTAL 2’043,5482’043,548 106106 4747 14’041,09214’041,092

CUENCAS EVALUADAS Y POBLACION COBERTURADA

NORMA DE CALIDAD DE AGUA (mg/mNORMA DE CALIDAD DE AGUA (mg/m33))PARAMETROS II III

Selenio 10 50

Mercurio 2 10

PCB 1 1+

Esteres Estalatos

0.3 0.3

Cadmio 10 50

Cromo 50 1,000

Níquel 2 1+

Cobre 1,000 500

Plomo 50 100

Zinc 5,000 25,000

Cianuros (CN) 200 1+

Fenoles 1 1+

Sulfuros 2 1+

Arsénico 100 200

Nitratos (N) 10 100

NIVELES MAXIMOS PERMISIBLES PARA NIVELES MAXIMOS PERMISIBLES PARA EFLUENTES LÍQUIDOS DE EMISION PARAEFLUENTES LÍQUIDOS DE EMISION PARALAS UNIDADES MINERO-METALURGICASLAS UNIDADES MINERO-METALURGICAS

PARAMETRO VALOR EN CUALQUIER MOMENTO

VALOR PROMEDIO ANUAL

ph Mayor que 6 y Menor que 9 Mayor que 6 y Menor que 9

Sólidos suspendidos (mg/l) 50 25Plomo (mg/l) 0.4 0.2Cobre (mg/l) 1.0 0.3Zinc (mg/l) 3.0 1.0Fierro (mg/l) 2.0 1.0Arsénico (mg/l) 1.0 0.5Cianuro total (mg/l) * 1.0 1.0