CAPÍTULO I



 
SUMARIO
 

-Introducción

-Objetivos

-Capitulo I: El ciclo hidráulico

-Capitulo II: Legislación de las aguas

-Capitulo III: Mapa de los puntos de potabilización y de depuración

-Capitulo IV: Análisi químico de las aguas

-Capitulo V: Potabilización de las aguas

-Capitulo VI: Análisis de los resultados y conclusiones

-Bibliografía

EL CICLO HIDRÁULICO

          El cilo hidráulico es un proceso mediante el cual, el agua captada de los acuíferos (ríos y/o aguas subterráneas)  pasa por unas fases, llega al usuario e inmediatamente después de su utilización, o bien vuelve directamente al lugar de procedencia, es decir, al río (o al mar), o bien pasa primero por unas depuradoras. 
El primer paso, es la captación del agua del río. Como la gran mayoría de las aguas procedentes de la captación están contaminadas, hay que realizar una “purificación” del agua previa al consumo.
Esta limpieza del agua se realiza en la planta potabilizadora que es una instalación en la cual el agua recibe una serie de tratamientos hasta hacerla apta para el consumo humano.
 La planta potabilizadora está conectada a la red de abastecimiento, a partir de la cual el agua potable llega al usuario. 
Después de la utilización, la red de alcantarillado transporta las aguas residuales a la depuradora, donde el agua se somete a un tratamiento, para conseguir que , al ser devuelta al río o al mar, el impacto ambiental sea mínimo.
En algunos núcleos de población la red de alcantarillado devuelve el agua directamente al  río o al mar, aunque con el aumento programado de las plantas depuradoras, esta práctica es cada vez menos habitual.
A continuación pasaremos a detallar cada uno de estos aspectos.


 
Planta de potabilización

          El ciclo hidráulico se inicia con la captación del agua del río. Actualmente, tanto el agua de los ríos como las aguas procedentes de captaciones subterráneas son, en el momento de la captación, aguas contaminadas. Los agentes contaminantes son de diversas especie según el tipo de utilización que se haya hecho.
A causa de la presencia de estos agentes hace falta aplicar un tratamiento que la convierta en agua potable, es decir, que destruya estos agentes contaminantes para que la hagan apta para el consumo.
Una planta potabilizadora (fig.2) es una instalación en la cual entra agua tal como la encontramos en la fuente de suministro y sale apta para el consumo humano. 
El proceso de tratamiento consta de las siguientes fases:

  •  En primer lugar el agua pasa por unas rejas metálicas que hacen una primera filtración grosera para quitar ramas, animales muertos, etc. y después otra más fina para quita las hojas, hierbas, etc.
  •  Después pasa por los arenales, que son unos canales por donde el agua pasa muy lentamente, a 0,3 m/s, para facilitar que se depositen en el fondo los residuos sólidos finos.
  •  A continuación se hace la pre-cloración. Esta operación consiste en añadir cloro para destruir la materia orgánica que contiene el agua.
  • Después se pasa a la decantación. Con la decantación se consigue separar el barro y las partículas en suspensión que contiene el agua proveniente de la destrucción de la materia orgánica. Se pone el agua en un depósito y se deja que las partículas que se decanten hasta el fondo del depósito. Se pueden utilizar materiales floculantes(sulfato de aluminio) que se añaden al agua para hacer más rápida la decantación. Estos materiales provocan la concentración de las partículas en suspensión en grumos y estos, como pesan más, precipitan antes.
  • A continuación se pasa el agua por unos filtros de arena que terminaran de filtrar las partículas que aun pueda contener. Este filtro consiste en una capa de 40-60 cm de arena por la cual se hace pasar el agua. Para limpiar el filtro se hace pasar agua limpia en sentido contrario del que se utiliza para filtrar y así se quitan las impurezas que se hayan depositado.
  • El último paso es la post-cloración, que consiste en añadir cloro al agua para asegurar una total desinfección. Este es el procedimiento habitual para aguas con una calidad normal. En caso de aguas de muy mala calidad, entonces el proceso pasa por dos fases más:
  • La primera es la filtración a través de filtros de carbón activado. El carbón activado absorbe los olores y los sabores. El único inconveniente que presenta es que así como el filtro de arena se limpia pasando agua limpia en sentido contrario, el carbón activado tiene que ser retirado y tratado con procedimientos físicos para que recupere sus propiedades.
  • La siguiente fase y definitiva, es la ozonización. Consiste en inyectar ozono al agua. Una alternativa más económica, consiste en tratar el agua con rayos ultravioletas.

Fig. 2 Planta potabilizadora
 
 

Red de abastecimiento

          Las redes de abastecimiento están conectadas a las plantas de tratamiento, a partir de las cuales, el agua potable llega al usuario.
Estas plantas de tratamiento tienen instaladas unos depósitos, llamados estaciones de bombeo, donde el agua circula a presión para que pueda llegar a cualquier usuario.
La red de abastecimiento está constituida por tuberías de fibrocemento aunque se empieza a extender el uso del PVC.
 
 

Usuario

          El agua es un elemento que su utiliza para diferentes usos: domésticos, industriales, agrícolas...
Los usos domésticos son los que realizamos en nuestra casa: la higiene (duchas, grifos, lavadoras), consumo (bebidas, cocina), limpieza, riego de plantas, etc... También tenemos los usos urbanos generales de las poblaciones como son la limpieza de las calles y el riego de los jardines y espacios públicos.
La industria utiliza un volumen de agua importante, ya sea para producción de energía hidroeléctrica, como para procesos industriales de sectores tan importantes como el metalúrgico, el del papel, la industria química y petroquímica y el textil.
Uno de los sectores que consume una cantidad de agua muy importante es la agricultura, por esta razón nada más es posible regar las cosechas en aquellos lugares donde el agua es abundante o bien se usa agua reutilizada después de un proceso de depuración.
 
 

Red de alcantarillado

          La red de alcantarillado es el conjunto de tuberías que transportan las aguas residuales a la depuradora, al río o al mar, según el tipo de agua.
Según el tipo de agua que circule por esta red, tenemos dos tipos de alcantarillado:

  •  Fluviales
  •  Fecales
Los conductos fluviales son los encargados de recoger el agua de la lluvia i el agua de la limpieza por parte de los servicios públicos. Estos conductos tienen salida directa al mar o al río.
Los conductos fecales son los encargados de conducir las llamadas aguas negras a una estación depuradora o a cualquier otro sitio destinado a tratarlas.
Aunque estos dos tipos de conductos recogen aguas residuales, constituyen conductos diferentes y no deben unirse. Aunque no deben unirse, en pequeñas concentraciones urbanas, las aguas fluviales pueden mezclarse con las aguas residuales en una proporción de 4:1, dando unos niveles de contaminación tolerables.
En los dos tipos de alcantarillado se utilizan tuberías de fibrocemento.
 
 

Depuradoras

          Una planta depuradora (fig.3) es una instalación donde entran aguas residuales y sale agua limpia.
El proceso de depuración consiste en separar del agua los materiales contaminantes, que se han vertido en su utilización. Hace falta recordar que las aguas residuales tienen que cumplir un reglamento de vertidos, que entre otras cosas, establece la prohibición de verter productos tóxicos, altamente contaminantes o de difícil depuración. Si una industria utiliza algún compuesto de estas características tiene que realizar una depuración previa antes de verter las aguas en la red de alcantarillado.
En las grandes ciudades existen dos sistemas de depuración: el físico-químico y el biológico. 

Ambos tienen un proceso inicial idéntico que consta de las siguientes fases:

  •  Elevación del agua por bombeo, para subir la de nivel y poder la manipular dentro de la planta.
  •  Filtrado: consiste en extraer las partes más bastas de los materiales que trae el agua. Se efectúa haciendo pasar el agua por unas rejas metálicas. 
  •  Desarenado y desengrasado. Se deja que el agua pase muy lentamente por un conducto de forma que la tierra sedimente. Al mismo tiempo se efectúa el desengrasado insuflando aire al agua. De esta forma las grasas flotan y pueden ser retiradas.
A partir de aquí se tienen que diferenciar los dos sistemas de depuración.

1. Sistema físico-químico.
Consiste en conseguir que las partículas en suspensión que contiene el agua sedimenten. Para favorecer esta operación y conseguir una mayor velocidad se añaden productos químicos como el sulfato de aluminio que tiene la propiedad de coagular las partículas formando flóculos los cuales, al pesar más, precipitan antes.
 Este proceso se llama floculación y dura aproximadamente entre 90 y150 minutos. Para acabar se desinfecta el agua con cloro y se devuelve al mar o al río.

2. Sistema biológico.
Este sistema es una copia de la depuración que se realiza en la naturaleza. Se comienza con la decantación primaria que no es otra cosa que la sedimentación de las partículas en suspensión por la fuerza de gravedad.
A continuación se introduce el agua en un reactor biológico, que es un depósito donde hay una determinada concentración de microorganismos que se alimentan de materia orgánica.
El barro donde se encuentran los microorganismos es aireada porque en presencia del oxigeno, éstos se reproducen con mayor facilidad y pueden actuar más eficazmente.
De aquí pasa al decantador secundario, que es done se separa el agua ya depurada del barro. A continuación se efectúa la cloración y se vierte al mar o río.
*Otro punto importante es el tratamiento de los barros residuales. 
Los dos sistemas producen barros que también tienen que ser tratados para eliminarlos. 
En primer lugar hace falta espesarlos ya que la densidad es prácticamente igual que la del agua. A continuación se podrán secar para su posterior incineración o digestión. En este proceso la materia orgánica fermenta por acción de otros microorganismos. 
Estos microorganismos pueden ser:

  •  Aeróbicos, actúan al aire libre, necesitan aire para digerir.
  •  Anaeróbicos, actúan en recintos cerrados, necesitan no tener aire para digerir. En la digestión producen gas metano, el cual podrá ser aprovechado para producir energía. 
 El barro una vez compactado y seco puede ser utilizado como abono o incinerado. 
Con la depuración de las aguas residuales y el vertido a mar o río queda cerrado el ciclo hidráulico.


Fig. 3 Depuradora


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