Agua residual
Descripción
Este capítulo aborda los temas relacionados con las aguas residuales, los tipos y efectos de los contaminantes y los sistemas de tratamiento que se aplican.| Competencias | Indicadores de logro | Contenidos | ||
|---|---|---|---|---|
| Procedimentales | Declarativos | Actitudinales | ||
| Describe las formas de agua residual, la importancia de su tratamiento para evitar efectos nocivos en los cuerpos de agua, la vida humana, animal y vegetal. |
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Describe los diferentes tipos de contaminantes del agua e investiga sus efectos en la salud humana. Argumenta acerca de la diferencia de las aguas domésticas e industriales. | El agua residual
4.1 El agua residual 4.2 Tipos y efectos principales de los contaminantes del agua. 4.3 Agua residual doméstica. 4.4 Agua residual industrial. 4.5 Sistemas de tratamientos. |
Participa en todas las actividades responsablemente. |
Sugerencias didácticas[editar | editar código]
Actividades sugeridas
Ciclo de aprendizaje
Esta actividad toma el principio de los ciclos temáticos que pretenden centrar el aprendizaje, en este caso es el agua residual, tipos y efectos principales de la contaminación; agua residual doméstica, industrial y sistemas de tratamiento. El aprendizaje cooperativo y el uso auténtico del lenguaje, involucra tanto al docente como a los estudiantes, hasta definir el sistema de organización que se impondrá al trabajo. Una vez distribuidos los temas se asigna tiempo prudencial para la investigación. La meta es que los estudiantes apliquen los conocimientos, preparen material y grafiquen.
- Distribuir los distintos temas a los alumnos en forma individual para que desarrollen una conferencia y presentarlo en plenaria.
- Promover las giras de campo o salir al aire libre, para motivar y desarrollar destrezas de investigación y recopilación de información.
- Apoyar a los estudiantes con material bibliográfico para que elaboren un cuadro comparativo con las características de las aguas residuales domésticas e industriales (seleccionar 3 diferentes industrias).
- Realizar una investigación sobre la disposición del agua residual en tu comunidad, que incluya una visita a la municipalidad a la que pertenezcas y verificar si existe un programa de tratamiento o todavía no lo hacen. Evaluar la situación y elaborar las conclusiones.
- Investigar sobre las diversas industrias que se ubiquen cerca del lugar donde vives o estudias. Identificar su producción y verificar si ya iniciaron un programa de producción más limpia. Qué desechos líquidos generan y cómo los tratan.
- Elaborar un mapa conceptual y una maqueta sobre el origen de las aguas residuales y luego exponerlas en tu centro educativo.
El agua residual[editar | editar código]
Lixiviación es el proceso de lavado que realiza el agua que se infiltra en el suelo.
La lixiviación es un proceso a tener en cuenta desde el punto de vista ambiental, dado que, si se han producido otros contaminantes en la superficie, la lixiviación puede contaminar las aguas superficiales y subterráneas.
Materia biodegradable: Es aquella materia que puede ser descompuesta por una actividad biológica. Por ejemplo, las descargas provenientes de actividades agrícolas.
La sedimentación es el proceso mediante el cual una partícula en el agua por su propio peso cae al fondo de un recipiente.
Sólidos en suspensión: Son aquellas partículas que flotan en el agua.El agua residual es aquella que ha recibido un uso y cuya calidad ha sido modificada. El vertimiento de las aguas residuales se conoce como descarga. Las aguas residuales no pueden eliminarse descargándolas sin tratamiento en lagos, ríos, o cuerpos de agua ya que los contamina; también el manejo inadecuado de los desechos sólidos ocasiona impactos negativos en los cuerpos de agua.
¿Qué tipos de aguas residuales podemos encontrar?[editar | editar código]
La clasificación de las aguas residuales se hace con respecto a su origen, ya que este determina su composición.
Aguas residuales ordinarias o de tipo doméstico
El uso del agua en los hogares genera agua residual, denominada ordinaria o doméstica que contiene los residuos propios de la actividad humana; tales como la materia fecal, restos de alimentos, aceites y grasas; otra parte son detergentes, sales, sedimentos, material orgánico no biodegradable y también microorganismos patógenos. La materia orgánica biodegradable y algunas sales inorgánicas son nutrientes para los microorganismos.
Las aguas residuales domésticas también denominadas aguas negras constituyen una de las principales fuentes de contaminación en Guatemala. Su origen son los sistemas de drenaje de los centros urbanos con mayor población, los cuales descargan directamente hacia los cauces de los ríos. Entre los ríos más contaminados por aguas residuales en el área metropolitana tenemos el de Villalobos que recibe el 60% de las aguas residuales urbanas y el de Las Vacas que recibe el restante 40%, esto tiene gran impacto para las zonas aledañas a los ríos. En las poblaciones o ciudades grandes, donde existe una mayor concentración de viviendas, generalmente hay sistemas municipales de alcantarillado; pero en zonas rurales donde las viviendas están más alejadas unas de otras, no hay suficientes sistemas; las municipalidades deben asumir su rol en invertir mayor cantidad de recursos en este tema.
Aguas residuales especiales o industriales
Las aguas residuales son variables en cuanto a caudal y composición, además las características de las descargas difieren no solo de una industria a otra, sino también dentro de un mismo tipo de industria.
A veces las industrias no emiten descargas de forma continua, sino únicamente en determinadas horas del día o incluso únicamente en determinadas épocas del año, dependiendo del tipo de producción y del proceso industrial, por esta razón existen variaciones de caudal y carga a lo largo del día.
Las aguas residuales industriales contienen más contaminantes que las aguas de tipo doméstico. Su alta carga unida a la enorme variabilidad de contaminantes que presentan, hace que el tratamiento de las aguas residuales industriales sea complicado, siendo preciso un estudio específico para cada caso; es decir, no es lo mismo la contaminación que genera una industria de alimentos que la contaminación que genera una industria de textiles.
Tipos y efectos principales de los contaminantes del agua[editar | editar código]
Como se mencionó anteriormente, la contaminación de los cauces naturales tiene su origen entre las descargas de tipo ordinario o doméstico, especial o industrial y de contaminación difusa (lluvias, lixiviados y otros).
¿Cuál es la clasificación de los contaminantes?[editar | editar código]
Las sustancias contaminantes que pueden aparecer en las aguas residuales son muchas y diversas; entre estas tenemos las siguientes:
Contaminantes orgánicos
Son compuestos cuya estructura química está formada fundamentalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; que en su mayoría se encuentran en descargas ordinarias y generados en la industria agroalimentaria (cultivos de alimentos tales como verduras y legumbres).
Contaminantes inorgánicos
Son de origen mineral y de naturaleza variada: sales, óxidos, ácidos y bases inorgánicas, metales y otros. Aparecen en cualquier tipo de agua residual, aunque son más abundantes en las descargas generadas por la actividad industrial.
Los componentes inorgánicos de las aguas residuales estarán en función del material contaminante, así como de su propia naturaleza.
Entre los contaminantes habituales en las aguas residuales podemos encontrar:
- Arenas
- Grasas y aceites
- Residuos con requerimiento de oxígeno
- Nitrógeno y fósforo
- Agentes patógenos
- Otros contaminantes específicos
Incluimos sustancias de naturaleza muy diversa que provienen de aportes muy concretos: metales pesados, fenoles, petróleo, pesticidas y otros.
¿Cómo se mide el grado de contaminación de las aguas residuales?[editar | editar código]
Se mide habitualmente por medio de la determinación de la materia orgánica presente, es decir, si hay mucha materia orgánica en un cuerpo de agua, necesitará mayor cantidad de oxígeno para transformar dicha materia.
El método más usado para determinar la contaminación del agua es la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
¿Qué consecuencias generan las descargas de aguas residuales?[editar | editar código]
Entre las consecuencias que podemos mencionar tenemos las siguientes:
Aparición de lodos y materia flotante
Existen en las aguas residuales, sólidos en suspensión de gran tamaño que cuando llegan a los cauces naturales pueden dar lugar a la aparición de sedimentos de lodo en el fondo de dichos cauces, alterando seriamente la vida acuática a este nivel, ya que dificultan la transmisión de gases y nutrientes hacia los organismos que viven en el fondo.
Agotamiento del contenido en oxígeno
La vida acuática necesita de oxígeno para su desarrollo; cuando se descargan a los cuerpos de agua residuos que se oxidan fácilmente, es decir residuos que consumen oxígeno en grandes cantidades, se da como consecuencia una muerte masiva de seres vivos.
Daño a la salud
Las descargas de aguas residuales a cauces públicos pueden fomentar la propagación de virus y bacterias patógenos para el hombre.
Eutrofización
En los lagos se acelera el proceso de sucesión por la eutrofización, debido principalmente al aporte de nutrientes que provoca la proliferación de algas, la reducción de la zona fótica y la disminución de la profundidad de los cuerpos de agua, por la alta sedimentación de materia.
¿De qué depende el tratamiento de las aguas residuales?[editar | editar código]
El tratamiento de las aguas residuales depende de la calidad y cantidad de las aguas residuales, así como de la existencia del tipo de redes de alcantarillado.
Calidad y cantidad de las aguas residuales
El porcentaje de las aguas residuales que van a la red de alcantarillado es de más o menos 70% del suministro de agua potable. El volumen de las descargas de las aguas residuales provenientes de la industria y de instituciones varía según la actividad que realicen. Asimismo, influye la calidad del agua residual, como se explicó anteriormente de acuerdo a los tipos de aguas residuales existentes.
Existencia de redes de alcantarillado
Las redes de alcantarillado están compuestas por tuberías que recogen las aguas residuales y en algunos casos el agua de lluvia, mediante conexiones domiciliares. Es recomendable recolectar las aguas de lluvia separadas de las domésticas, es decir, contar también con una red de alcantarillado pluvial; con este sistema se reduce el volumen de las aguas, permitiendo disponer por separado el agua de lluvia y el agua residual a tratar.
¿Qué es una planta de tratamiento de aguas residuales?[editar | editar código]
Toda agua residual debe ser tratada tanto para proteger la salud pública como para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua residual debemos conocer su composición, a esto se le denomina caracterización del agua. Esta caracterización permite conocer qué elementos químicos y biológicos están presentes, además brinda información necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar una planta apropiada al agua residual producida.
Una Planta de tratamiento de aguas residuales debe tener como propósito eliminar toda contaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser nociva para los seres humanos, la flora y la fauna de manera que el agua sea dispuesta en el ambiente en forma segura. El proceso, además, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca malos olores hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta de aguas residuales que funciona correctamente debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y de los microorganismos patógenos presentes en ella.
¿Qué tipos de tratamiento se llevan a cabo en una planta de tratamiento de aguas residuales?[editar | editar código]
El proceso de tratamiento del agua residual se divide en cuatro tipos: pre-tratamiento, tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento terciario. En algunas ocasiones a los tipos de tratamiento preliminar y primario unidos se les llama etapa primaria (ver Diagrama 2).
A continuación, se describen los diferentes tipos de tratamiento:
1. Tratamiento preliminar
Este debe cumplir dos funciones:
a. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta.
b. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa).
El agua residual producida por una población no es constante, en determinadas horas del día el volumen de agua generada es mayor, para ello se instalan sistemas de regulación de caudal para que el agua que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme.
El agua residual contiene: Material flotante; por esta razón es necesario retirarlas para que el proceso pueda efectuarse normalmente; las estructuras encargadas de esta función son las rejillas, tamices, trituradores (a veces), trampas de grasa y desarenadores.
2. Tratamiento primario
Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión (flotan) por medio de un proceso de sedimentación simple. Para complementar este proceso se pueden agregar compuestos químicos con el objeto de precipitar algunos contaminantes, tales como el fósforo y los sólidos en suspensión muy finos; estos procesos se llevan acabo en tanques de sedimentación primarios llamados también clarificadores primarios.
3. Tratamiento secundario
El sistema de tratamiento secundario se da mediante procesos biológicos, en donde intervienen microorganismos que transforman la materia orgánica.
Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión, es decir, aquellas partículas que no se pudieron eliminar en el tratamiento primario. De esta forma el agua es más clara, sin embargo aún tiene un grado de contaminación; además se generan lodos que deben ser tratados.
4. Tratamiento terciario
Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua residual, tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en un cuerpo de agua favorece la eutrofización, o sea un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática, la cual agota el oxígeno y mata la fauna existente.
No todas las plantas tienen este tratamiento ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará. Dentro de este tipo de tratamiento podemos mencionar la desinfección, ya que las aguas residuales tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos que sobreviven a las etapas anteriores de tratamiento; por tal razón es necesario proceder a la desinfección del agua, la cual es importante si estas aguas serán reusadas para uso recreacional, cultivo de mariscos o para fuente de abastecimiento para consumo humano.
5. Tratamiento de lodos
Los sedimentos que se generan en los tratamientos primarios y secundarios se denominan lodos. Estos lodos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismos patógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se han desarrollado varios métodos para el tratamiento de los lodos e incluyen: digestión anaerobia, digestión aerobia, compostaje, acondicionamiento químico y tratamiento físico. El propósito del tratamiento de los lodos es destruir los microbios patógenos y reducir el porcentaje de humedad.
Planta de tratamiento de agua residual[editar | editar código]
¿Qué es producción más limpia?[editar | editar código]
Conociendo
Para reducir la contaminación de las aguas en los procesos de producción, normalmente las industrias implementan sistemas de tratamiento. Sin embargo, no es la única forma de reducir dicha contaminación, ya que previo a un sistema de tratamiento se puede implementar programas de producción más limpia.Producción más limpia –P+L– es la aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva e integrada a procesos, productos y servicios para incrementar la eficiencia en general, y reducir los riesgos para los seres humanos y el ambiente (ver Diagrama 3). Para los productos, P+L se enfoca en reducir los impactos ambientales, a la salud y a la seguridad de los productos a través de los ciclos de producción, desde la extracción de materia prima, pasando por el proceso de manufactura y uso, hasta la disposición final del producto. Para los servicios, –P+L– implica la incorporación de las acciones basadas en una conciencia ambiental y el diseño de estrategias para la prestación de los servicios.
A consecuencia de estos cambios se reducen los desechos sólidos y líquidos, disminuyendo con ello el costo del tratamiento de las aguas residuales.
Se realiza a través de la inversión en tecnologías apropiadas para:
- Aprovechar al máximo las materias primas, las cuales muchas empresas vierten desperdiciando un porcentaje considerable de las mismas.
- Optimizar el uso de agua y energía.
- Eliminar materiales tóxicos y peligrosos.
- Reducir la cantidad y toxicidad de todas las emisiones y desechos en la fuente durante el proceso de producción.
El Centro Guatemalteco de Producción más Limpia —CGP+L—[editar | editar código]
El CGP+L es una institución técnica sin fines de lucro. Fue establecido el 15 de julio de 1999, con la finalidad de apoyar a la industria a través de la investigación aplicada para desarrollar P+L. El CGP+L es apoyado por la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), y es parte de la Red de Centros Nacionales de Producción Más Limpia de ONUDI; la Secretaría de Asuntos Económicos de Suiza (SECO) y el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA); y por instituciones nacionales, tales como: Universidad del Valle de Guatemala, Asociación de Azucareros de Guatemala y Cámara de Industria de Guatemala.
Conjunto de sonidos articulados con que el hombre manifiesta lo que piensa o siente (DRAE). Facultad que sirve para establecer comunicación en un entorno social, se le considera como un instrumento del pensamiento para representar, categorizar y comprender la realidad, regular la conducta propia y de alguna manera, influir en los demás.
Término introducido por Le Boterf, entendido como los conocimientos, procedimientos y actitudes que es preciso emplear para resolver una situación. Unos son recursos internos, que posee la persona, tales como conocimientos, procedimientos y actitudes
Crecimiento o aumento en el orden físico, intelectual o moral.
Espacio vital en el que se desarrolla el ser humano. Conjunto de estímulos que condicionan al ser humano desde el momento mismo de su concepción.