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TEMA 9. IMPACTOS Y RECURSOS DE ATMÓSFERA E HIDROSFERA

PÁGINA 180 LIBRO

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Esquema del tema • IMPACTOS

– Atmósfera

• Contaminación. Medidas de gestión (control)

– Hidrosfera

• Contaminación. Gestión de la calidad del agua. Depuración

• RECURSOS

– Atmósfera

• Energéticos. E. eólica, E. solar. (CMC año pasado)

• No energéticos.

– Hidrosfera

• Energéticos. Hidráulica, mareomotriz, olas. (CMC año pasado)

• No energéticos. Consumo de agua y problemas de escasez

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IMPACTOS SOBRE ATMÓSFERA E HIDROSFERA

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Tipos de impactos. PÁG. 182 LIBRO

Impactos sobre atmósfera e hidrosfera: • Reducción de recursos (escasez). Especialmente

importante en el caso del agua

• Modificación de la estructura (p.ej. alteración de cauce) o dinámica de atmósfera e hidrosfera (por aumento de gases de efecto invernadero, incremento temperatura del agua, etc.)

• Ocupación de hábitats naturales (de atmósfera o hidrosfera) que suponen efectos adversos sobre comunidades de organismos del medio (p.ej. expulsión o eliminación de organismos por ocupación de medio costero)

• Degradación y pérdida de calidad de atmósfera e hidrosfera CONTAMINACIÓN

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Conceptos previos

• Contaminación. Alteración de las características físicas,

químicas o biológicas que presenta un medio, y que tiene efectos negativos sobre la salud humana y/o los ecosistemas. Puede ser de origen natural o antrópica (antropogénica)

• Contaminante. Sustancia química, biológica o forma de energía (contaminante energético, p.ej. ruido) que en concentraciones determinadas pueden causar daños sobre la salud humana o los ecosistemas. Puede ser primario (emitida por la fuente directamente) o secundario (resultante de la interacción entre sí de contaminantes primarios entre ellos o con condiciones del medio)

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Conceptos previos • Foco de contaminación. Punto o lugar de liberación de

contaminantes. Puede ser un foco puntual (p.ej. chimenea, tubería) o una fuente dispersa (no se puede identificar y concretar espacialmente la fuente).

Foco puntual

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• Emisión. Cantidad (concentración) de contaminantes que libera un foco emisor al medio

• Inmisión. Cantidad (concentración) de contaminantes que alcanzan una zona determinada tras ser transportados, y a los que están expuestos los seres vivos y materiales de esa zona.

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• Nivel de contaminación. Cantidad (concentración) de un contaminante en un lugar concreto de un medio determinado.

• Tiempo de residencia de un contaminante. Periodo de tiempo que puede permanecer un contaminante en la atmósfera como tal o participando en reacciones química. Varía dependiendo de la naturaleza del contaminante

• Depuración. Eliminación total o parcial de los contaminantes emitidos al medio mediante el uso de medios tecnológicos. Ej; estación depuradora

• Autodepuración. Capacidad que tiene un medio natural para eliminar total o parcialmente los contaminantes por sí solo, mediante la dispersión de los contaminantes, su integración en los ciclos de materia, etc. Ej; autodepuración de un curso de agua

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CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

A. FUENTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

B. TIPOS DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

C. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

D. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

E. GESTIÓN DE LA CONTAMINACIÓN AMOSFÉRICA. VIGILANCIA Y CONTROL

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A. FUENTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

• Naturales. Emisiones de contaminantes generados por la actividad natural de geosfera, biosfera, atmosfera, e hidrosfera – Erupciones volcánicas. Principal causa de contaminación

por compuestos de azufre (SO2, H2S) y partículas, así como polvo, cenizas.

– Incendios forestales de causa natural. Altas concentraciones de CO2, óxidos de nitrógeno, humo, polvo, cenizas

– Determinadas actividades de los seres vivos, que incrementan cantidad de CO2 (respiración), pólenes y esporas que causan alergias respiratorias, descomposición anaerobia (p.ej. fermentación entérica de ganado) de materia orgánica que produce CH4 expulsado p.ej. por ventosidades

– Descargas eléctricas de tormentas que generan óxidos de nitrógeno

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• Artificiales o antropogénicas. Emisiones de contaminantes consecuencia de la presencia y actividades humana. Mayor parte procede del uso de combustibles fósiles. Fuentes: – Doméstico (hogar). Uso de calefacciones y aparatos

domésticos que emplean carbón, gasóleo o gas natural – Transporte. Automóvil y avión mayor grado de

contaminación que ferrocarril y navegación. Los contaminantes serán a priori propios del uso de combustibles fósiles

– Industria. El aporte de contaminación depende del tipo de actividad. Especialmente contaminantes; centrales térmicas, cementeras, siderometalúrgicas, papeleras e industrias químicas

– Agricultura y ganadería. Uso de fertilizantes químicos, empleo de amplias superficies de regadío y elevada concentración de ganado. Aumento de gases de efecto invernadero, como el metano (CH4)

– Otros. Por ejemplo, eliminación de residuos por incineración

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B. TIPOS DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

• Clasificación de contaminantes según su naturaleza:

1. Contaminantes químicos

2. Contaminantes energéticos (formas de energía)

3. Contaminantes biológicos

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1. Contaminantes químicos (en azul, gases contaminantes de efecto invernadero )

• Primarios – Compuestos de azufre; SO2, SO3, H2S

– Óxidos de nitrógeno; N2O, NO, NO2

– Óxidos de carbono; CO, CO2

– Compuestos orgánicos volátiles (COV), PCB (policlorobifenilos), CH4, dioxinas y furanos, e hidrocarburos

– Compuestos halogenados; HCl, HF, CFCs (clorofluorocarbonos), HFCs (hidrofluorocarbonos), PFCs (perfluorocarbonos), Cl2, SF6

– Metales pesados (Pb, Hg, Cd)

– Partículas, aerosoles, nieblas y humos

• Secundarios – Compuestos de azufre; SO3, H2SO4

– Compuestos de nitrógeno; NO3, HNO3

– Oxidantes fotoquímicos; ozono troposférico (O3), PAN (nitratos de peroxiacetilo)

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1. Contaminantes químicos PÁG. 185, IMPORTANTE

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1. Contaminantes químicos

VER FOTOCOPIAS (AMPLIACIÓN)

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2. Contaminantes energéticos (formas de energía) • Ruido (contaminación acústica). Daños en salud humana y

alteración de comportamiento de seres vivos

• Calor (contaminación térmica). Alteración de la dinámica de sistemas naturales como atmósfera e hidrosfera

• Radiaciones ionizantes. Partículas y ondas electromagnéticas con capacidad de ionizar la materia alterando estructuras y funciones vitales de seres vivos. Es el caso de radiaciones alfa, beta, gamma rayos X, procedentes por ejemplo de transformación de materiales radiactivos (contaminación radiactiva)

• Luz (contaminación lumínica). Emisión de luz artificial provoca cambios en comportamiento de seres vivos

• Otras radiaciones no ionizantes. Es el caso de radiaciones ultravioletas (sol, lámparas bronceadoras, etc.) , infrarrojos , radiofrecuencias (antenas de radio), microondas (telefonía, televisión, etc.)

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3. Contaminantes biológicos. PÁG. 184 LIBRO

Constituidos por seres vivos o parte de ellos. Suelen ser contaminantes de origen natural

• Sustancias alergénicas procedentes de seres vivos. Pólenes, esporas, etc., que presentes en el aire alteran salud humana

• Microorganismos patógenos presentes en el aire

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C. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Factores que influyen en la dinámica de la dispersión de los contaminantes:

• Características de las emisiones

• Condiciones atmosféricas

• Características geográficas y topográficas

COPIAR EN CUADERNO E IR HACIENDO UN ESQUEMA CON ILUSTRACIONES

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C. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Características de las emisiones. Dependen a su vez de:

o Naturaleza del contaminante. Por ejemplo, partículas se depositan con más facilidad que los gases, que son más volátiles

o Concentración del contaminante, temperatura de emisión y velocidad de salida

o Mayor velocidad de emisión, más posibilidad de atravesar capas de inversión térmica y facilita su dispersión.

o Si la temperatura de emisión de un gas es mayor que la del medio, el gas asciende y facilita su dispersión

o Altura del foco emisor (p.ej. chimenea). Mayor altura, mayor posibilidad de superar capas de inversión térmica y mayor dispersión del contaminante

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C. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Condiciones atmosféricas o Temperatura del aire y variaciones con la altura (gradientes

verticales de temperatura). o Situaciones anticiclónicas, de estabilidad atmosférica, dificultan

dispersión de contaminantes

o Situaciones ciclónicas (borrascas), de inestabilidad atmosférica, facilitan la dispersión de contaminantes

o Inversión térmica Dificulta mucho dispersión de contaminantes

o Vientos. Dispersan los contaminantes, en mayor o menor grado dependiendo de dirección y velocidad

o Precipitaciones. Efecto de lavado de la atmósfera, arrastrando contaminantes hacia el suelo

o Insolación. Favorece reacciones entre contaminantes primarios para dar contaminantes secundarios, aumentando su concentración

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C. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Características geográficas y topográficas

o Zonas costeras. Sistema de brisas marinas dispersan contaminantes:

o Durante el día; dispersión hacia el interior de la tierra

o Durante la noche; brisas hacia el mar (dispersión hacia el mar)

VER IMAGEN PÁG. 186, DISPERSIÓN EN ÁREAS COSTERAS

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o Zonas costeras. Sistema de brisas marinas dispersan contaminantes:

o Durante el día; dispersión hacia el interior de la tierra

o Durante la noche; brisas hacia el mar (dispersión hacia el mar)

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Características geográficas y topográficas

o Valles y vaguadas

o En estas zonas se dificulta la dispersión de contaminantes, pues en ellas es habitual situaciones de inversión térmica

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Características geográficas y topográficas

o Presencia de masas vegetales

o Disminuye el nivel de contaminación en el aire, al absorber CO2 para realizar fotosíntesis (actúa como sumidero), y favorecer que se depositen partículas en la superficie foliar

o Presencia de núcleos urbanos

o Dificultan dispersión de contaminantes por la presencia de edificios, que obstaculizan el movimiento de masas de aire, y porque aparece el efecto denominado “isla de calor”

o Isla de calor (IMPORTANTE) o Temperatura en interior de ciudad más alta que en periferia (por vehículos,

calefacciones, bajo albedo, etc.)

o Aire frío de la periferia evita el ascenso del aire caliente del interior de la ciudad

o En situaciones anticiclónica empeora la situación y se forman cúpula de contaminantes (boinas de contaminación”

o La situación se rompe cuando llegan frentes fríos que aportan vientos y lluvias a la ciudad

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Isla de calor (IMPORTANTE)

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Aire caliente

Aire más frío, procedente

de periferia

Aire más frío,

procedente de periferia

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Aire caliente (boina de

contaminación)

Aire más frío, procedente de periferia

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D. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

• Efectos locales

– Smog sulfuroso

– Smog fotoquímico

• Efectos regionales

– Lluvia ácida

• Efectos globales

– Reducción capa de ozono

– Incremento de efecto invernadero. Calentamiento global

Nieblas contaminantes

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EFECTOS LOCALES

Smog sulfuroso (“húmedo”, “industrial”, “gris”)

• Conocida a partir del suceso de 1952 en Londres (4.700 personas muertas), aunque ya existía desde la Rev. Industrial

• Neblina de color grisáceo sobre ciudad

• Contaminantes; óxidos de azufre (SOx) y partículas en suspensión (hollines, humos)

• Origen; quema de combustibles fósiles, especialmente carbón, en calefacciones domésticas y procesos industriales.

• Situación atmosférica; alta humedad ambiental, nieblas frías

• Genera serios problemas respiratorios que agravan procesos asmáticos

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Smog sulfuroso (“húmedo”, “industrial”, “gris”)

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Smog sulfuroso (“húmedo”, “industrial”, “gris”)

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Smog fotoquímico • Definido a partir de los episodios padecidos por la ciudad de

Los Ángeles en 1943. Es el más grave y extendido (incluido España)

• Neblina de color rojizo, que causan problemas respiratorios e irritación ocular

• Contaminantes primarios; óxidos de nitrógeno (NOx), Compuestos orgánicos volátiles (COVs) como los hidrocarburos (HC).

• Origen de contaminantes primarios ; especialmente tráfico y encendido de calefacciones

• Desencadenan la formación de contaminantes secundarios como PAN (nitrato de peroxiacetileno) y ozono troposférico

• Se da en situaciones de clima soleado y seco, que favorecen una serie de reacciones fotoquímicas hasta dar lugar a los contaminantes secundarios

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Smog fotoquímico

• Reacciones fotoquímicas

1. Formación de ozono troposférico

2. Formaciones de radicales libres

3. Formación de PAN

COPIAR GRÁFICA DE VARIACIÓN DE CONTAMINANTES A LOS LARGO DEL DÍA

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Smog fotoquímico

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EFECTOS REGIONALES

Lluvia ácida • Fenómeno de contaminación que tiene lugar cuando el azufre

y nitrógeno presente en los combustibles fósiles son liberados a la atmósfera por combustión en forma de óxidos de S y N

• Contaminantes primarios; SOx y NOx

• Son transportados, reaccionan, caen y se depositan, retornando a la superficie terrestre

• Formas de deposición: – Seca. En forma gaseosa o como aerosoles, cerca de fuentes de emisión

– Húmeda. La mayoría de los óxidos de S y N se oxidan y forman contaminantes secundarios como H2SO4 (ácido sulfúrico) y HNO3 (ácido nítrico), que se disuelven en las gotas de agua de las nubes y retornan a la superficie en forma de precipitaciones

• Estos contaminantes pueden ser transportados por el viento cientos de kilómetros y afectan a otras zonas (contaminación transfronteriza)

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EFECTOS REGIONALES

Lluvia ácida

• Efectos de la lluvia ácida:

– Afecta a la vegetación (masas forestales afectadas)

– Acidifica el agua de ríos y especialmente lagos, así como del suelo, alterando el ecosistema

– Deterioro y corrosión de metales y piedras de edificaciones

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero – Calentamiento global (PÁG. 188, ESTUDIAR ESTE EFECTO POR EL LIBRO)

• Gases de efecto invernadero (en rojo los GEI considerados en el protocolo de Kyoto)

– CO2

– CH4

– N2O

– Halocarbonados; HFC, PFC (de la familia de CFCs) y SF6

– Ozono troposférico

– Vapor de agua

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero (PÁG. 188, MUY BIEN EN EL LIBRO)

Potencial de calentamiento global (GWP) de los gases de efecto invernadero (figuras IPCC TAR 2001)

Gas PCG

Dióxido de Carbono (CO2) 1

Metano (CH4) 21

Óxido Nitroso (N2O) 296

Fluorocarburos 120 - 12 000

Clorofluorocarbonos 5 700 - 11 900

Hexafluoruro de azufre 22 200

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero (PÁG. 188, MUY BIEN EN EL LIBRO)

El forzamiento radiativo depende tanto de la concentración en la atmósfera (de ahí que el CO2 presente el mayor forzamiento, por el incremento en su concentración) y del tiempo de residencia del contaminante en la atmósfera. Por todo ello, el forzamiento radiativo no coincide con el potencial de calentamiento de cada gas

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero (PÁG. 188, MUY BIEN EN EL LIBRO)

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero

CONSECUENCIAS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

– LIBRO, página 189 (Tabla)

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero

CONSECUENCIAS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

– LIBRO, página 189 (Tabla)

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero

CONSECUENCIAS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

– LIBRO, página 189 (Tabla)

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EFECTOS GLOBALES

Incremento del efecto invernadero

Medidas contra el calentamiento global; acuerdos internaciones para la toma de decisiones:

• IPPC – Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático

• Convenio Internacional contra el Cambio Clim´tico

• Protocolo de Kyoto – Pretende reducir emisiones mundiales entre 2008 y 2012 de los principales GEI

en un 5% sobre las de 1990 Evitar que el calentamiento supere los 2ºC de media

– Necesidad de nuevos acuerdos

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EFECTOS GLOBALES

Reducción de la capa de ozono (PÁG. 190, ESTUDIAR ESTE EFECTO POR EL LIBRO) • Mediados siglo XX; auge de clorofluorocarbonados (CFC)

empleados en procesos de refrigeración, propelentes de aerosoles, etc.

• Presencia de CFCs en estratosfera induce la destrucción de ozono estratosférico

• “Agujero de la capa de ozono”; pérdida de la densidad de ozono en la estratosfera, que es máxima en el Polo Sur durante la primavera austral (octubre)

• Concentración de ozono se mide en unidades Dobson (DU)

• En la actualidad, producción de CFCs ha cesado, pero la estratosfera aún presenta altos niveles de estos gases por su empleo en el pasado, debido a su elevado tiempo de residencia (hasta 100 años)

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EFECTOS GLOBALES

Reducción de la capa de ozono (PÁG. 190, ESTUDIAR ESTE EFECTO POR EL LIBRO)

La alta concentración de CFCs en la estratosfera ha provocado que: Tasa de destrucción de ozono > Tasa de formación de ozono

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EFECTOS GLOBALES

Reducción de la capa de ozono (PÁG. 190)

Efectos de la reducción de la capa de ozono

• Aumento de radiación UV (especialmente UV-B)

– Mutaciones (cánceres de piel y oculares)

– Daños oculares (ceguera)

– Reducción de capacidad fotosintética en plantas

– Destrucción de fitoplancton

Los efectos, si bien se encuentran a nivel mundial, presentan mayor intensidad sobre la Antártida y zonas próximas como Tierra del Fuego, Patagonia y Nueva Zelanda.

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E. GESTIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

PÁG. 191 LIBRO, ESTUDIAR

• Medidas de vigilancia y seguimiento

– Redes de estaciones de medición de la calidad del aire (niveles de inmisión de contaminantes). Ejemplo; Red de Control de la Calidad del Aire de Castilla y León

– Seguimiento de bioindicadores. Un ejemplo es el crecimiento de líquenes

– Sistemas de medición y seguimiento en zonas expuestas a contaminación acústica

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Ramalina Indica ausencia de contaminación atmosférica casi total

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Usnea Indica ausencia total de contaminación atmosférica

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E. GESTIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

PÁG. 191 LIBRO, ESTUDIAR

• Medidas preventivas

– Ordenación del territorio

– Estudios de impacto ambiental

– Medidas legislativas con aprobación de normas sobre la calidad del aire

– Medidas tecnológicas de investigación, desarrollo, innovación (I+D+i)

– Medidas económicas y fiscales (sanciones)

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E. GESTIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

PÁG. 191 LIBRO, ESTUDIAR

• Medidas protectoras

– Instalación de barreras protectoras de ruido en entornos de focos de emisión de ruido (ES UNA MEDIDA PROTECTORA, NO CORRECTORA)

• Medidas correctoras

– Mejora en sistemas de depuración y filtrado de gases

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CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

PÁGINA 192 LIBRO

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• Efluente; descarga sobre un curso de agua, por ejemplo de un contaminante

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• Contaminantes de las aguas (SUBRAYAR, PÁGINA 192)

– Energéticos (calor, radiaciones ionizantes)

– Químicos • Nitratos, nitritos, fosfatos (p.ej. de fertilizantes)

• Gases (metano, sulfuro de hidrógeno)

• Ácidos/bases fuertes

• Sales (cloruros, carbonatos)

• Restos orgánicos

• Metales pesados

• Otras sustancias

– Biológicos • Virus, bacterias, anélidos, algas, etc., que causen un perjuicio

sobre salud (patógenos) o actvs. humanas y/o ecosistemas

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• Tipos de vertidos según la procedencia (SUBRAYAR, PÁGINA 193)

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• La calidad del agua (PÁGINA 193)

• Calidad del agua; capacidad intrínseca que tiene el agua para responder a los usos que de ella se pueden obtener. Ejemplo; calidad del agua para uso potable

• Para medir la calidad del agua se emplean determinados parámetros e índices que nos permiten cuantificar el grado de alteración de este recurso

• Parámetros (IMPORTANTE)

– Físicos

– Químicos

– Biológicos

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• Parámetros físicos

o Turbidez. Parámetro que indica el grado de transparencia del agua, y que está en función de la presencia de sólidos en suspensión (+ Sólidos en suspensión + Turbidez)

o Conductividad eléctrica. Indica la cantidad de iones disueltos en agua (depende de la cantidad de sales disueltas)

o Temperatura

o Radiactividad

o Características organolépticas (color, olor, sabor)

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• Parámetros físicos

o Turbidez. Parámetro que indica el grado de transparencia del agua, y que está en función de la presencia de sólidos en suspensión (+ Sólidos en suspensión + Turbidez)

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• Parámetros químicos. Los más útiles y empleados

o Oxígeno disuelto (OD). Fundamental para el desarrollo de vida acuática. Es inversamente proporcional a la cantidad de materia orgánica presente en agua. Aguas limpias; saturadas de O2

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• Parámetros químicos.

• Demanda biológica de oxígeno (DBO). Es un parámetro que mide la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos presentes en el agua para oxidar la materia orgánica que esta contiene.

o La forma más frecuente de determinar este parámetro es la DBO5; cantidad de oxígeno que los organismos necesitan para degradar la materia orgánica en un volumen de agua durante cinco días

o Cuanto mayor contenido en materia orgánica tiene el río, mayor es la DBO y por tanto mayor será la contaminación del río

o El comportamiento de la DBO es inversa a la cantidad de oxígeno disuelto (OD)

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Punto A; incremento de golpe los sólidos en suspensión (posiblemente por un vertido) y reducción brusca del oxígeno disuelto. Punto B; se produce un mínimo de l cantidad de oxígeno a partir del cual empieza a recuperarse. Turbidez (determinada por los sólidos en suspensión) desciende se recupera Punto C; las condiciones anteriores al punto A sen cuanto a DBO, oxígeno disuelto y sólidos en suspensión e recuperan totalmente El indicador DBO sigue un comportamiento aproximadamente inverso al del oxígeno, con un fuerte incremento en el punto A y un descenso progresivo hasta el punto C, donde se restituye su valor anterior al punto A

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La interpretación más lógica es que en A se produce un vertido de materia orgánica que genera un déficit de oxígeno que solo se recupera por autodepuración en el punto C, siendo el punto B el que muestra un déficit de oxígeno mayor, aunque a esas alturas ya se han sedimentado la mayor parte de las partículas en suspensión vertidas en el punto A.

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• Parámetros químicos.

o Demanda química de oxígeno (DQO). Es un parámetro que mide la cantidad de oxígeno necesaria para la oxidación de compuestos presentes en el agua, SIN la participación de seres vivos.

o Se emplean agentes químicos oxidados como dicromato potásico o permanganato potásico

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• Parámetros químicos

o Carbono Orgánico Total (COT). Indica el contenido total de carbono de los compuestos orgánicos presentes en agua. Por lo tanto, también es un índice de la cantidad de materia orgánica presente en agua

o Grado de acidez o basicidad (pH)

o Alcalinidad. Presencia de iones bicarbonato o hidroxilo

o Dureza, expresada en concentración de carbonato cálcico

o Concentración de contaminantes como nitratos, nitritos, fosfatos, metales pesados, hidrocarburos, etc.

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• Parámetros biológicos

o Miden la presencia y concentración de organismos patógenos, como por ejemplo Escherichia coli (presencia de coliformes) que indica contaminación fecal

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• Parámetros biológicos

o Además, hay organismos bioindicadores; su presencia es orientativa del nivel de contaminación en las aguas

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• “Perlas”. Larvas de insectos del orden Plecópteros. Viven en aguas limpias, bien oxigenadas, sin contaminación

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• Asellus. Crustáceo que vive en aguas contaminadas

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• Contaminación de aguas continentales superficiales (ríos, lagos, embalses) - Eutrofización (PÁGINA 194)

• Proceso de contaminación que se basa en el enriquecimiento del agua con contaminantes orgánicos y que conlleva a una alteración del ecosistema por pérdida de calidad del agua.

1. Aguas continentales reciben gran cantidad de sustancias orgánicas como nitratos, fosfatos (detergentes, abonos, etc.)

2. Aumenta turbidez y se reduce la concentración de oxígeno disuelto y la disponibilidad de luz en capas inferiores

3. Muerte de organismos aerobios y fotosintetizantes no superficiales por sendas limitaciones de O2 y luz

4. Proliferación de organismos como algas verdes y cianofíceas que ocupan casi todo el agua superficial

5. Se genera más materia orgánica todavía por las propias algas (mueren y se depositan en el fondo)

6. Se generan condiciones anaerobias, especialmente en el fondo, donde se producen procesos de fermentación y degradación anaerobia, con formación de gases con malos olores como metano, amoníaco y sulfuro de hidrógeno

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• Contaminación de aguas continentales superficiales

(ríos, lagos, embalses) - Eutrofización (PÁGINA 194)

IMAGEN

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• Contaminación de aguas continentales superficiales

(ríos, lagos, embalses) - Eutrofización (PÁGINA 194)

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• Contaminación de aguas continentales superficiales

(ríos, lagos, embalses) - Eutrofización (PÁGINA 194)

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• Contaminación de aguas subterráneas • Las aguas subterráneas suelen tener una buena calidad debido

a su confinamiento en acuíferos.

• De hecho, constituyen una importante reserva de agua para uso doméstico y agrícola.

• Su descontaminación es lenta, complicada y costosa.

• Problemas asociados a aguas subterráneas:

– Contaminación por vertidos, lixiviados, infiltración y percolación de agua de lluvia con contaminantes químicos, etc.

– Sobreexplotación del acuífero, al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga, provocando un descenso del nivel freático

– Salinización (página 195 libro)

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• Salinización (página 195 libro)

• La salinización de acuíferos se puede dar por dos vías fundamentales:

– Filtración de aguas cargadas de sales

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• Salinización (página 195 libro)

– Extracción de aguas en zonas costeras (INTRUSIÓN SALINA): Sobreexplotación de acuíferos costeros de tal forma que el agua del mar con su carga de sales y su mayor densidad, invade el espacio libre del acuífero sobreexplotado produciendo una salinización del agua subterránea

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• Salinización (página 195 libro)

– Extracción de aguas en zonas costeras (INTRUSIÓN SALINA): Sobreexplotación de acuíferos costeros de tal forma que el agua del mar con su carga de sales y su mayor densidad, invade el espacio libre del acuífero sobreexplotado produciendo una salinización del agua subterránea

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• Salinización (página 195 libro)

– Extracción de aguas en zonas costeras (INTRUSIÓN SALINA):

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• Contaminación del agua de mar (PÁG. 195)

• Vertidos urbano-industriales de zonas costeras mediante colectores

• Aporte de cargas contaminantes por los ríos en su desembocadura

• Mareas negras (IMPORTANTE, YA VISTO)

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EL CICLO DEL AGUA – BALANCE HÍDRICO (AMPLIACIÓN)

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Ciclo del agua (Tema 7)

• El agua pasa de la hidrosfera a la atmósfera por evaporación

• Al enfriarse se condensa y forma nubes. Con la precipitación es devuelta a la tierra en forma líquida y sólida. A partir de aquí, una vez que es devuelta a la tierra, puede seguir varios caminos:

– Escorrentía superficial; desplazamiento sobre superficie terrestre hacia zonas más bajas (hacia el mar)

– Infiltración atravesando capas permeables del terreno hasta llegar al nivel freático, dando lugar a la escorrentía subterránea que circula hacia el mar

• Por otro lado, el agua que se incorporó a la biosfera retorna a la atmósfera por transpiración (evaporación + transpiración = evapotranspiración)

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Influencia humana en el ciclo hidrológico

• Modificaciones en el ciclo hidrológico:

– Construcción de presas y embalses

– Control de la explotación de acuíferos y recarga artifical de los mismos

– Trasvases (transferencias de agua) entre cuencas hidrográficas

– Sistemas de desalación

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Balance hidrológico

• Analizamos las entradas y salidas del ciclo hidrológico o del agua.

• Entradas del ciclo hidrológico

– Precipitaciones

• Salidas del ciclo hidrológico

– Evaporación

– Evapotranspiración

– Escorrentía

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EL AGUA COMO RECURSO – USOS DEL AGUA

PÁGINA 181 LIBRO – APUNTES CMC CURSO PASADO

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USOS DEL AGUA. PÁG. 181 LIBRO,

SUBRAYAR

• Usos del agua como recurso material

– Domésticos

– Urbanos y públicos

– Agrícolas

– Industriales

• Usos del agua como ecosistema o espacio natural

• Usos del agua como recurso energético

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Usos del agua como recurso energético

• Hidráulica

• Mareomotriz

• Del oleaje. Aprovecha el movimiento oscilatorio de la superficie de las aguas. El propio movimiento (energía cinética) activa unos generadores que la transforman en eléctrica. Ejemplo; sistema pelamis

Apuntes CMC año pasado (pedir a compañeros)

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LA GESTIÓN DE LAS AGUAS – PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA

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Gestión de las aguas

• Planificación hidrológica; conjunto de medidas destinadas a mejorar la gestión del agua como recurso, aumentando la eficiencia de los usos del agua y proponiendo soluciones de carácter técnico para hacer frente a la demanda. Se pretende de esta forma una gestión sostenible que permita la coexistencia de los intereses agrícolas, industriales, urbanos y medioambientales respecto al uso del agua

• Gestión de las aguas = Planificación hidrológica

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Gestión de las aguas

• Cuenca hidrográfica. Superficie de terreno cuya escorrentía superficial fluye en su totalidad a través de una serie de corrientes, ríos y eventualmente lagos hacia el mar por una única desembocadura, estuario o delta.

• La cuenca hidrográfica como unidad de gestión del recurso se considera indivisible.

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• Cuenca hidrográfica. Superficie de terreno cuya escorrentía superficial fluye en su totalidad a través de una serie de corrientes, ríos y eventualmente lagos hacia el mar por una única desembocadura, estuario o delta.

• La cuenca hidrográfica como unidad de gestión del recurso se considera indivisible.

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Gestión de las aguas

• Confederación Hidrográfica. Son organismos de cuenca definidos en la ley, que dispondrán de autonomía para la gestión de la calidad y cantidad del agua en un ámbito territorial determinado (generalmente una cuenca hidrográfica, si bien se determina legalmente)

• Confederación Hidrográfica del Cantábrico

• Confederación Hidrográfica del Duero

• Confederación Hidrográfica del Ebro

• Confederación Hidrográfica del Guadalquivir

• Confederación Hidrográfica del Guadiana

• Confederación Hidrográfica del Júcar

• Confederación Hidrográfica del Miño-Sil

• Confederación Hidrográfica del Segura

• Confederación Hidrográfica del Tajo

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Gestión de las aguas

Confederación Hidrográfica del Duero – Ámbito territorial (cuenca hidrográfica del Duero)

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Confederación Hidrográfica del Miño-Sil – Ámbito territorial

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Gestión de las aguas

• Caudal ecológico. Caudal que mantiene como mínimo la vida piscícola que de manera natural habitaría o pudiera habitar en el río, así como su vegetación de ribera.

• Pretende mantener de forma sostenible la funcionalidad y estructura de los ecosistemas acuáticos y de los ecosistemas terrestres asociados, contribuyendo a alcanzar el buen estado o potencial ecológico en ríos o aguas de transición

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Gestión de las aguas

• Gestión sostenible (LIBRO, SUBRAYAR PÁGINAS 196-199)

– Cantidad del recurso

• Gestión de la oferta del recurso

• Gestión de la demanda del recurso

– Calidad del recurso

• Depuración de aguas residuales

• Potabilización

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GESTIÓN DE LA CANTIDAD DE RECURSO

• Gestión de la oferta de recurso. Pretenden un aumento de la oferta (QUE HAYA MÁS CANTIDAD DE ESTE RECURSO): (SUBRAYAR)

– Construcción de presas y embalses

– Construcción de canales, conducciones, acequias y trasvases

– Construcción de pozos y estacones de bombeo

– Desalación del agua de mar. Se requiere energía

– Captación de agua de lluvia o de rocío directamente

• Estas medidas y actuaciones en su mayoría ocasionan impactos por alteración de la estructura y dinámica natural de ecosistemas acuáticos, así como sobreexplotación

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GESTIÓN DE LA CANTIDAD DE RECURSO

• Gestión de la demanda del recurso. Suponen actuar sobre los usos del agua intentando reducir la demanda de agua (QUE BAJE EL CONSUMO DE AGUA): (SUBRAYAR)

– Establecer prioridades entre los usos del agua

– Fomentar las mejoras en la eficiencia de los usos, así como los usos más eficientes (p.ej. riego por goteo)

– Utilizar mecanismos económicos para disuadir de usos ineficientes o despilfarradores del agua (p.ej., política de precios que se ajusten al coste real del recurso)

– Fomentar los sistemas de reutilización y reciclado del agua

– Planificación de la reducción del consumo en todos los sectores

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Problemas de escasez de agua. Criterios de sostenibilidad (SUBRAYAR)

• En la actualidad hay un evidente problema d escasez de agua por los siguientes motivos: – Aumento de población mundial

– Aumento de la demanda de agua, con nuevos usos que requieren mayor cantidad de este recurso

• Como consecuencia es necesario realizar una gestión sostenible del agua que se base en una serie de criterios: – Gestión del agua desde la perspectiva de unidad funcional, que se basa en cuencas

hidrográficas

– Fomento de participación de comunidades locales en toma de decisiones

– Contemplar las necesidades de agua de los ecosistemas para mantener su funcionalidad y biodiversidad. Se deben tener en cuenta conceptos como caudal ecológico

– Planificar un modelo integrado y coherente con los principios ecológicos, sociales y económicos de la sostenibilidad

– Trabajar estos principios a escala local, regional nacional e internacional (acuerdos, sistemas de seguimiento, etc.)

– Tener en cuenta las medidas de gestión de la demanda del recurso e intentar optimizar el consumo de agua (VER MEDIDAS DE LA DIAPOSITIVA; “GESTIÓN DE LA DEMANDA”)

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GESTIÓN DE LA CALIDAD DE RECURSO (PÁG. 198-199 LIBRO)

• Veremos dos tipos de mecanismos para asegurar la calidad de las aguas:

1. Mecanismos de depuración de aguas residuales

2. Mecanismos de potabilización de agua

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1. Mecanismos de depuración de aguas residuales

• Aguas residuales; aguas cuyo contenido en contaminantes desaconsejan su vertido al medio hídrico natural (acción sancionable)

• Imprescindible depuración de aguas residuales antes de ser devueltas al medio natural.

• Sistemas:

– Depuración natural

– Depuración “tecnológica”. Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR)

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1. Mecanismos de depuración de aguas residuales

Depuración natural (SUBRAYAR)

• Más frecuentes; sistemas de lagunaje y filtros verdes

• Sistemas sólo válidos cuando las aguas residuales son escasas y la carga contaminante es exclusivamente orgánica

• Se basan en reproducir los métodos de autodepuración de los sistemas hídricos naturales

– Lagunaje. Construcción de estanque o laguna donde el agua residual permanece el tiempo suficiente para que actúen procesos de decantación natural y degradación de la materia orgánica (aerobia o anaerobia, según la alguna)

– Filtros verdes. Empleo de vegetación con capacidad para absorber el agua residual. Ej; plantación de chopos

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Lagunaje

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Lagunaje

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Filtros verdes

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Depuración tecnológica- EDAR (IMPORTANTE)

• Fases o etapas en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR):

1. Pretratamiento

2. Tratamiento primario o físico

3. Tratamiento secundario o biológico

4. Tratamiento terciario

Además, línea de lodos y en ocasiones también línea de gas

Línea de aguas

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Fases o etapas en una EDAR

1. Pretratamiento

o Separación de sólidos en suspensión de gran tamaño (trapos, palos, hojas, plásticos, piedras, arenas, etc.)

o Procesos:

o Desbaste o retención, a través de un sistema de rejas y filtros gruesos

o Desarenado, en un sistema de circulación del agua a velocidad controlada para depósito de arena en el fondo y posterior extracción. Se inyecta aire

o Desengrasado o eliminación de grasas aceites y otros materiales flotantes (pelos fibras). Proceso similar al desarenado, con inyección de aire

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Fases o etapas en una EDAR

1. Pretratamiento

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Fases o etapas en una EDAR

1. Pretratamiento

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Desbaste

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Desarenado

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Fases o etapas en una EDAR

2. Tratamiento primario o físico

o Separación y eliminación de sólidos en suspensión y material flotante no retenidos en el pretratamiento

o Procesos:

o Decantación en decantadores primarios; tanque circulares o rectangulares, con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos (arrastre superficial y profundo)

o Floculación mediante empleo de productos químicos (iones, sale, etc.) que se combinan con sólidos en suspensión formando agregados de mayor tamaño, que flotan en superficie

o Proceso de neutralización o ajuste de pH

o De esta forma se consigue eliminar la mayor parte de la materias sólidas, al mismo tiempo que se consigue reducir la DBO

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• Decantador primario

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• Decantador primario

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• Decantador primario

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• Decantador primario

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3. Tratamiento secundario

o Conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica biodegradable presente en el agua residual

o Se pueden emplear distintos proceso biológicos:

o Fangos o lodos activos. Se coloca agua residual en grandes depósitos bajo condiciones aerobias, en movimiento, temperatura controlada y aporte de oxigenación (mediante turbina o difusor). Bacterias que degradan materia orgánica de forma aerobia crecen y forman junto a los restos de materia orgánica una masa de lodos (fangos o lodos activos). Para su separación se pasa a un decantador secundario que separan el agua de los microorganismos y la materia orgánica

o Potro sistema es el de lechos bacterianos; grandes filtros porosos en cuyas superficies viven bacterias y por los que se hace pasar el agua residual para que degraden la materia orgánica

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Fangos o lodos activos.

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Decantador secundario

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Lechos bacterianos

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Lechos bacterianos

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3. Tratamiento terciario

o Se realiza cuando en el agua residual existen contaminantes que requieren procedimientos especiales para su eliminación

o Incluye sistemas de desinfección por cloración, ozonización, tratamiento con radiación ultravioleta, adsorción, ósmosis inversa, etc.

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Línea de lodos o fangos

o Del decantador secundario del tratamiento secundario se recogen lodos y fangos.

o Estos lodos son espesados, eliminados la materia orgánica en digestores aerobios o anaerobios , y posteriormente secados

o Si los lodos o fangos secos no tienen presencia de sustancias tóxicas como metales pesados, se pueden emplear como abonos

Línea de gas

o En los digestores anaerobios donde se tratan los lodos o fangos, se puede obtener biogás como resultado del proceso de degradación anaerobia

o El biogás se puede empelar como combustible para las necesidades energética de la propia EDAR

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Depuración tecnológica – Estación de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP) LIBRO, PÁGINA 198

• Las aguas destinadas al consumo humano se den someter a procesos de tratamiento y potabilizad de las aguas procedentes de embales, pozos y canales, en ETAP

• Comprende hasta cuatro tipo de procesos

– Sistemas de decantación y floculación

– Sistemas de filtrado y tamizado

– Sistema de aireación del agua

– Sistema de desinfección

Estudiar por el libro

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Depuración tecnológica – Estación de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP) LIBRO, PÁGINA 198

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LA ATMÓSFERA COMO RECURSO

PÁGINA 180 LIBRO – APUNTES CMC CURSO PASADO

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La atmósfera como recurso • ESTUDIAR PÁGINA 180 LIBRO

• Usos de la atmósfera como recurso energético

– Energía eólica

– Energía solar • Solar fotovoltaica

• Solar térmica

• Arquitectura bioclimática. Edificios construidos y orientados de tal forma que aprovechen de forma eficiente el calor de la radiación luminosa

Apuntes CMC año pasado (pedir a compañeros)

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