CURSO: ABASTECIMIENT O DE AGUA Y ALCANTARILL ADO
TEMA: COMPONENTES Y PROPIEDADES DEL AGUA POTABLE
AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO I.
INTRODUCCIÓN
Definición: Agua potable: Con las denominaciones de Agua potable de suministro público y Agua potable de uso domiciliario, se entiende la que es apta para la alimentación y uso doméstico: no deberá contener substancias o cuerpos extraños de origen biológico, orgánico, inorgánico o radiactivo en tenores tales que la hagan peligrosa para la salud. Deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente incolora, inodora, límpida y transparente. El agua potable de uso domiciliario es el agua proveniente de un suministro público, de un pozo o de otra fuente, ubicada en los reservorios o depósitos domiciliarios.
CARACTERÍSTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO Las aguas naturales generalmente se dividen en potables y no potables, desde el momento en que las células, las plantas, el cuerpo humano, etc. , contiene agua como primordial constituyente, cabe pensar entonces que es esencial en la vida vegetal y animal, para que el agua sea potable debe reunir los siguientes requisitos sanitarios: a) Ser fresca y limpia b) No tener ni olor ni sabor más que el peculiar. c) No contener materia orgánica ni en suspensión ni en disolución. d) No contener microorganismos patógenos, y de los no patógenos solo un límite reducido y determinado, 50 colonias por litro. e) Facilitar el cocimiento de las legumbres y no precipitar el jabón en grumos. f) Contener determinada proporción de gases disueltos como el oxígeno y otros. g) Contener en disolución sales en una proporción que no exceda de 0.25 g/l, las más importantes son; NaCl, KCl, MgCl2, Na2 SO4, y sales de Fe y Ca.
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Las aguas no potables pueden dividirse en: tóxicas, termales, minerales e industriales. Las primeras son aquellas que contienen en solución o en suspensión sustancias tóxicas que pueden acarrear trastornos graves a la salud. Las llamadas aguas industriales pueden contener sales en mayor proporción que las potables con ciertas limitaciones, y están destinadas a ser aprovechadas en las diferentes actividades de la industria como transporte, fuerza, alimentación de calderas, textiles, papel minas, porcelana, riego, etc. Estas aguas no deben tener exceso de sales disueltas ya que entonces perjudicarían a las industrias que las utilicen. Las aguas naturales siempre contienen materias extrañas en solución y en suspensión en proporciones muy variables. Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades, efectos y usos del agua. ULADECH
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El exceso de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio produce incrustaciones en tuberías. Causa dureza en el agua que, entre otros inconvenientes, obliga el consumo elevado de jabón y provoca problemas de incrustación en equipos industriales que la usan. El exceso de sales (cloruros y sulfatos) produce sabor desagradable y limita su uso. Sin embargo, hay poblaciones que consumen agua con 2000 mg/l, que actuarían como laxante en personas no acostumbradas a ingerir tales cantidades. El fierro colorea el agua, le da un sabor desagradable y se incrusta en las tuberías. Los nitratos, arriba de 50 mg/l, pueden producir alteraciones en la sangre en niños de corta edad. Los fluoruros arriba de 1.5 mg/l, suelen provocar la aparición de manchas oscuras, y su ausencia predispone a la picadura de los dientes. Substancias como el plomo, el arsénico, o el cromo, pueden ser tóxicas. La turbiedad es objetable por su apariencia y también porque las sustancias que la producen crean problema en el lavado de ropa, en la fabricación de hielo y de refrescos o en otros usos. Así también sabemos que las aguas que contienen bacterias patógenas producen enfermedades. La dirección de Ingeniería Sanitaria de la Secretaria de Salubridad y Asistencia (S.S.A) de México, en su reglamento federal sobre obras de provisión de agua potable, dice: “se considera agua potable toda aquella cuya ingestión no cause efectos nocivos a la salud “. Por estas razones la S.S.A. ha fijado las cantidades máximas aceptables de las substancias y características físicas que puede contener el agua para ser considerada potable, los limites “tolerables” aparecen en el cuadro IV.1 Cantidades máximas aceptables de las substancias y características físicas que puede contener el agua para ser considerada potable. Turbiedad máxima: 10 (escala de sílice) Olor: Inodora Sabor: Agradable Color máximo: 20 (escala platino-cobalto) Temperatura: 10 a 150C pH: de 6 a 8 Componentes Químicos mg/l o p.p.m.
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Nitrógeno (N) amoniacal: 0.05 Nitrógeno (N) de nitritos (con análisis bacteriológico aceptable): 5.00 Oxigeno (O): 3.00 Cloruros: 250 Sulfatos: 250 Magnesio: 125 Zinc: 15 Cobre: 3.00 Fierro y manganeso: 0.03 Fluoruros, expresados en FI: 50 Plomo: 0.10 Arsénico: 0.05 ULADECH
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Selenio: 0.05 Cromo hexavalente: 0.05 Compuestos fenolicos: 0.001 Cloro libre, en aguas cloradas, no menos de: 0.20 El agua potable deberá estar libre de gérmenes patógenos procedentes de contaminación fecal humana. Se considera que un agua está libre de esos gérmenes patógenos cuando la investigación bacteriológica de cómo resultado final: a) Menos de 20 organismos del grupo coli y coliforme por litro de muestra, definiéndose como organismos del grupo coli y coliforme todos los bacilos aerobios o anaerobios facultativos no esporogenos, Gram negativos, que fermenten el caldo lactosado con formación de gas. b) Menos de 200 colonias bacterianas por ml de muestra, en la placa de agar incubada a 37 0C por 24 hrs. c) Ausencia de colonias licuantes de la gelatina, cromógenas o fétidas, en la siembra de un ml de muestra en gelatina incubada a 20 0C por 48 hrs.
TRATAMIENTOS MÁS USADOS PARA LA POTABILIZACIÓN DEL AGUA La potabilización del agua que proviene de una fuente en particular, debe fundamentarse en estudios de calidad y pruebas de tratabilidad a nivel laboratorio para asegurar su consumo humano, ya que es el principal líquido que compone al hombre. Cloración: Procedimiento para desinfectar el agua más comúnmente usado, utilizando el cloro o algunos de sus derivados como los hipocloritos de sodio o de calcio. En los abastecimientos grandes de agua potable se emplea el gas cloro mientras que para abastecimientos medianos o pequeños se utilizan hipocloritos. Radiación Ultravioleta: Por medio de una lámpara de cuarzo llena de vapor de mercurio, se pueden producir rayos ultravioleta. Estos rayos matan a las bacterias, desintegrándolas. Ozonización: El ozono en contacto con sustancias oxidables se descompone rápidamente en oxígeno naciente y oxígeno diatómico inactivo. El primero destruye la materia orgánica.
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Si el agua no contiene altas cantidades de materias en suspensión, puede bastar un filtrado como única depuración. Para cantidades pequeñas se fabrican filtros portátiles que pueden transportarse con todos sus accesorios. Los filtros de arenas y multimedias minerales son lentos y poseen cierta acción eliminadora de bacterias pero necesitan mucho espacio para la purificación de aguas fluviales. Estos filtros retienen tierra, arena y algunas impurezas, pero dejan pasar algunos microorganismos y las sustancias químicas disueltas. Filtros de carbón activado: Empleado como material filtrante elimina olor, sabor y color del agua.
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Las plantas de filtración para agua potable, utilizan un sistema de tratamiento de agua que se compone de Filtro Multimedia, Filtro de carbón activado, Suavizadores, Filtración por Osmosis Inversa y Desinfección. El agua recibe varios tratamientos para eliminar los microorganismos y sustancias químicas dañinas, que causan serias enfermedades en los seres humanos, evitar que tenga color, olor y sabor desagradables, disminuir el efecto corrosivo que daría los utensilios de cocina, bloquea las tuberías y hace que las cañerías se dañen rápidamente. Para equipar debidamente las plantas de tratamiento de agua y las estaciones accesorias de bombeo con los controles necesarios, es preciso tener un conocimiento adecuado y profundo de las mediciones y controles a fin de lograr un diseño sintetizado. Así se pueden lograr plantas de tratamiento bien perfeccionadas fáciles de operar, aseguren mejores productos y menos trabajo. Una planta de tratamiento nunca satisface en directo la demanda, trabaja constantemente y almacena en caso de que las demandas futuras sean enormes, esto es que el diseño de la planta de Tratamiento de Agua nunca debe ser igual a la demanda actual, sino por el contrario se debe preparar para crecimientos futuros programados, ya sea de capacidad instalada mayor y/o modular.
DESINFECCIÓN La desinfección es un proceso en el cual se destruyen organismos infecciosos como son las bacterias patógenas, virus, etc. , productores de enfermedades. No todos los organismos se destruyen durante el proceso, esto diferencia la desinfección de la esterilización. Las bacterias patógenas que causan ciertas enfermedades pueden sobrevivir al caer en el agua y ser transportadas, usando esta como vehículo.
METODOS DE DESINFECCIÓN El agua se puede desinfectar en una serie de formas categóricas, mediante agentes químicos, físicos y medios mecánicos.
a) Agentes Químicos Los compuestos químicos que han sido empleados como desinfectantes incluyen: 1) Cloro y sus compuestos 2) Bromo 3) Yodo 4) Ozono 4
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b) Agentes Físicos: Calor: La elevación de la temperatura del agua hasta su punto de ebullición le proporciona la desinfección, debido a que ninguna de las enfermedades hídricas peligrosas es causada por bacterias u otros organismos resistentes al calor.
Luz ultravioleta: Es un método muy seguro, pero en realidad poco empleado pues requiere de agua completamente clarificada para asegurar la desinfección, ya que la materia suspendida, fierro, compuestos fenólicos y aromáticos, absorben la luz.
Radiación: Elimina bacterias, virus y esporas, afecta huevecillos de parásitos disminuyendo su reproducción, reduce la cantidad de sólidos orgánicos suspendidos, detergentes, fenoles y disminuye olores, la desventaja es que es de costo elevado. Los principales tipos de radiación son electromagnética, acústica y de p artículas.
c) Medios Mecánicos Las bacterias y otros organismos, también se remueven por medios mecánicos durante el curso de las operaciones de tratamientos de aguas, tales como la coagulación, sedimentación, filtración, ablandamiento con cal-carbonato y absorción.
Características físicas:
Turbiedad: máx. 3 N T U: Color: máx. 5 escala Pt-Co; Olor: sin olores extraños.
Características químicas:
pH: 6,5 - 8,5 pH ( para aguas de consumo): 6,0 - 9,0.
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Substancias inorgánicas:
Amoníaco (NH4+) máx.: 0,20 mg/l; Aluminio residual (Al) máx.: 0,20 mg/l; ULADECH
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Arsénico (As) máx.: 0,05 mg/l; Cadmio (Cd) máx.: 0,005 mg/l; Cianuro (CN-) máx.: 0,10 mg/l; Cinc (Zn) máx.: 5,0 mg/l; Cloruro (Cl-) máx.: 350 mg/l; Cobre (Cu) máx.: 1,00 mg/l; Cromo (Cr) máx.: 0,05 mg/l; Dureza total (CaCO3) máx.: 400 mg/l; Fluoruro (F-): para los fluoruros la cantidad máxima se da en función de la temperatura promedio de la zona, teniendo en cuenta el consumo diario del agua de bebida: Temperatura media y máxima del año (°C) 10,0 - 12,0, contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), límite inferior: 0,9: límite superior: 1, 7: Temperatura media y máxima del año (°C) 12,1 - 14,6, contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), límite inferior: 0,8: límite superior: 1,5: Temperatura media y máxima del año (°C) 14,7 - 17,6. contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), límite inferior: 0,8: límite superior: 1,3: Temperatura media y máxima del año (°C) 17,7 - 21,4, contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), Límite inferior: 0,7: límite superior: 1,2: Temperatura media y máxima del año (°C) 21,5 - 26,2, contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), límite inferior: 0,7: límite superior: 1,0: Temperatura media y máxima del año (°C) 26,3 - 32,6, contenido límite recomendado de Flúor (mg/l), límite inferior: 0,6; límite superior: 0,8: Hierro total (Fe) máx.: 0,30 mg/l; Manganeso (Mn) máx.: 0,10 mg/l; Mercurio (Hg) máx.: 0,001 mg/l; Nitrato (NO-3,) máx.: 45 mg/l; Nitrito (NO-2) máx.: 0,10 mg/l; Plata (Ag) máx.: 0,05 mg/l; Plomo (Pb) máx.: 0,05 mg/l; Sólidos disueltos totales, máx.: 1500 mg/l; Sulfatos (SO4=) máx.: 400 mg/l; Cloro activo residual (Cl) mín.: 0,2 mg/l.
Contaminantes orgánicos:
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THM, máx.: 100 ug/l; Aldrin + Dieldrin, máx.: 0,03 ug/l; Clordano, máx.: 0,30 ug/l; DDT (Total + Isómeros), máx.: 1,00 ug/l; Detergentes, máx.: 0,50 mg/l; Heptacloro + Heptacloroepóxido, máx.: 0,10 ug/l; Lindano, máx.: 3,00 ug/l; Metoxicloro, máx.: 30,0 ug/l: ULADECH
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2,4 D, máx.: 100 ug/l; Benceno, máx.: 10 ug/l; Hexacloro benceno, máx: 0,01 ug/l; Monocloro benceno, máx.: 3,0 ug/l; 1,2 Dicloro benceno, máx.: 0,5 ug/l; 1,4 Dicloro benceno, máx.: 0,4 ug/l; Pentaclorofenol, máx.: 10 ug/l; 2, 4, 6 Triclorofenol, máx.: 10 ug/l; Tetracloruro de carbono, máx.: 3,00 ug/l; 1,1 Dicloroeteno, máx.: 0,30 ug/l; Tricloro etileno, máx.: 30,0 ug/l; 1,2 Dicloro etano, máx.: 10 ug/l; Cloruro de vinilo, máx.: 2,00 ug/l; Benzopireno, máx.: 0,01 ug/l; Tetra cloro eteno, máx.: 10 ug/l; Metil Paratión, máx.: 7 ug/l; Paratión, máx.: 35 ug/l; Malatión, máx.: 35 ug/l.
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RESUMEN: El agua para la bebida humana debe reunir ciertas condiciones: FISICAS, QUIMICAS Y MICROBIOLOGICAS. CONDICIONES FISICAS: el agua que se destina a la bebida humana no debe presentar ni color, ni olor, ni materiales en que le confieran turbiedad ni aspecto desagradable. CONDICIONES QUIMICAS: para calificar el agua como potable sus condiciones químicas deben ser tales que resulte de gusto agradable, con una cantidad de sales disueltas que no sea ni excesiva, ni insuficiente (cloro, sulfatos, carbonatos que se combinan con sodio, calcio magnesio, plomo, arsénico, fluor, entre otras). CONDICIONES MICROBIOLOGICAS: significa que para que el agua sea considerada potable debe estar exenta de todo bacteria u organismo patógeno.
Se considera buena un agua para la bebida cuando cumpliendo ciertos requisitos químicos llega al consumidor en buenas condiciones físicas y libre de sustancias nocivas, inobjetable en su color y gusto y sin contener organismos que puedan perjudicar la salud del que la consume.
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