1

1. CRITERIOS DE CALIDAD DEL AGUA

a- El agua

El agua es un líquido incoloro, inodoro e insaboro, esencial para la vida animal y vegetal, compuesto por dos átomos de hidrogeno y uno de oxígeno, en la práctica es el elemento constitutivo de la lluvia, el mar, los lagos, y los ríos así sea suspensiones acuosa con contenidos de sustancias orgánicas e inorgánicas.

Punto de fusión 0 grado centígrados

Punto de ebullición 100 grados centígrados

Densidad 1,0 kg/L a 4 grados C.

La molécula de H2O es una molécula fuertemente dipolar, debido a la carga positiva del hidrogeno y la carga negativa del oxígeno, característica que hace que las moléculas se aglomeren.

b- Impurezas del agua

El agua pura no existe en la naturaleza, El agua lluvia ya recoge impurezas mientras pasa a través del aire. Los ríos y las quebradas recogen impurezas del suelo y muchas de las descargas de aguas residuales domesticas e industriales, transportándolas a lagos embalses y mares.

Existe menos posibilidad de polución en las aguas superiores de un rio, donde la población es escasa, pero en ningún caso puede considerarse un agua superficial carente de contaminación, aunque puede darse alguna purificación natural en cuerpos de agua por sedimentación y muerte de baterías patógenas.

El agua subterránea contiene cantidades variables de materia disuelta, provenientes de los estratos a través de los cuales pasa. Las aguas de pozos poco profundas están más expuestas a contaminación bacterial que las de pozos profundos aunque puede no aplicarse estas consideraciones a pozos profundo en formaciones fisuradas.

Los pozos cercanos a la costa del mar pueden poluirse por intrusión de agua salina, cuando la marea es alta y el nivel freático es bajo, permitiendo la percolación del agua salada, o inclusive cuando un bombeo excesivo invierte la dirección natural del flujo y extrae agua del mar.

Hoy por hoy es fundamental que las medidas requeridas para proteger el agua subterránea usada para suministro público contra la polución dependen de cada área individual, pero existen precauciones generales que deben aplicarse.

2

Es necesario para estas precauciones conocer bien la hoya tributaria superficial, y un conocimiento también de la hidrogeología del área apreciando todas las circunstancias locales.

El agua para las personas significa cosas diferentes, para todos es una necesidad vital, para algunos es un vehículo de enfermedad, para otros un sostén de la navegación, un refrigerante, un limpiador, un medio de recreación, una fuente de alimentación, una fuente para producir energía, y muchos usos dependiendo de la necesidad y creatividad.

La calidad requerida del agua va directamente con el uso que se le vaya a dar y el propósito de dicho uso, es claro que una ciudad aguas debajo de otra utiliza la misma agua, muchas veces con los mismos propósitos para los cuales la usó su vecino de aguas arriba, en fin la aspiración como ingenieros y como usuarios es contar con suministro de agua limpio, seguro, y en cantidad suficiente con la calidad adecuada.

El criterio de la calidad del agua depende directamente de la utilización que se le vaya a dar y hemos apreciado que existen diferentes términos para describir la calidad del agua, por ejemplo la polución es un término de uso general que significa introducir condiciones indeseables a un agua, haciéndola ofensiva al gusto o al olor y no satisfactoria para un uso doméstico o inclusive industrial. Es claro que la contaminación de esta introduciéndole materiales tóxicos, bacterias u otras sustancias perjudiciales que la hagan no acta para el consumo humano es un proceso de polución.

Aguas puras en el sentido estricto de la palabra no existe en la naturaleza, por consiguiente son válidos los conceptos de agua segura y agua potable.

Llamemos agua segura aquella cuyo consumo no implica ningún riesgo para la salud del consumidor, mientras que el agua potable es la que además de ser segura, es totalmente satisfactoria desde el punto de vista físico, químico y biológico, es decir atractiva para el consumo de los humanos.

El conocimiento y los criterios de calidad del agua son necesarios para las autoridades encargadas del control de la polución, y deben regularse las descargas de aguas residuales sobre las fuentes superficiales y subterráneas, también para biólogos y oceanógrafos encargados de proteger peces y vida acuática, ingenieros agrícolas y otros encargados de conocer la tolerancia de las aguas poluidas en los animales, ingenieros hidráulicos los cuales diseñan y operan embalses, plantas hidroeléctricas, puertos, y lógicamente ingenieros consultores que deben diseñar los sistemas de suministro, tratamiento, recolección y disposición de aguas.

3

c- Caracterización del agua

La caracterización del agua tiene como objetivo conocer sus atributos, físicos, químicos y biológicos, con el propósito de definirla para uso humano, agrícola, industrial, recreacional, como recurso asimilatorio de descargas contaminantes u otros. Esta actividad permite con una presentación adecuada de parámetros la definición de la calidad para los diversos usos y visualizar también aspectos relacionados con requerimientos económicos, legales y de tratamiento para su aprovechamiento.

d- Calidad del agua para consumo humano

El uso benéfico más importante del agua es el del consumo humano. Aunque existen otros usos con requerimientos de calidad que pueden tener mayor exigencia de tratamiento, este debe recibir el grado máximo de protección sanitaria.

A través de las entidades de manejo del recurso, se deben establecer los mecanismos necesarios para proteger las fuentes de agua de cualquier contaminante o atentado.

La OMS Organización Mundial de la Salud ha tratado que los requerimientos en todos los países sean cada vez más fuertes y esto se observa claramente en la permanente evolución de las concentraciones máximas permisibles recomendadas por las agencias reguladoras, asi como en la necesidad de recurrir a tecnologías de tratamientos no convencionales para poder conseguir dichos estándares de calidad.

En la Planta de Purificación el agua sufre cambios significativos en su calidad física, química y bacteriológica. La aplicación de compuestos químicos para el tratamiento del agua debe asegurar un efluente que satisfaga los estándares de calidad para el agua potable y permita un tratamiento y disposición fácil de los lodos y de las aguas de lavado.

e. Calidad del Agua para uso agrícola

La aptitud del agua para uso agrícola depende de su efecto sobre el suelo y sobre el cultivo. Para mantener la calidad y productividad de los suelos cultivables, se debe controlar la calidad del agua para irrigación, la cual está influida principalmente por las siguientes características:

. Concentración total de sales solubles o salinidad.

4

Es importante anotar en este tema que algunos cultivos sencibles al contenido de sales pueden verse afectados adversamente por dichas aguas si las condiciones de drenaje y percolación del suelo no son adecuadas. El exceso de salinidad ocasiona acumulación de sales en la zona de raíces de los cultivos y disminuye la productividad, además de que afecta el potencial de los suelos causando perjuicios. Para prevenir problemas de permeabilidad causados por salinidad es recomendable asegurar el flujo del agua y de sus sales debajo de la zona de raíces, es decir proveer un drenaje adecuado.

..Proporción relativa de sodio con respecto a otros cationes

El sodio afecta la permeabilidad, la taza de infiltración y la labranza del suelo. El porcentaje de sodio es un indicador útil de la calidad del agua para riego porque representa la cantidad de sodio existente en relación con la de todos los cationes.

Si el contenido de sodio para irrigación es alto, comparado con el contenido de calcio y magnesio, el sodio es absorbido por el suelo remplazando al calcio y al magnesio. Los suelos sódicos se caracterizan por un exceso de sodio intercambiable y por una baja permeabilidad.

En ocasiones, los problemas de permeabilidad del suelo se corrigen mediante tratamientos físicos o químicos. El tratamiento físico puede incluir nivelación del suelo para asegurar mejor distribución y retención del agua, así como para reducir la escorrentía.

Las aguas bajas en sodio pueden usarse para el riego en la mayor parte de los suelos. No obstante cultivos sensibles como algunos frutales y aguacates, pueden acumular cantidades perjudiciales de sodio.

Las aguas altas en sodio pueden producir niveles tóxicos de sodios intercambiables en la mayor parte de los suelos, por lo que se requerirían practicas especiales de manejo, buen drenaje, fácil lavado y adicciones de materia orgánica.

El agua muy alta en sodio es inadecuada, excepto cuando su salinidad es baja o media y cuando la disolución de calcio del suelo y la aplicación de yeso u otros mejoradores no hacen antieconómico el empleo de estas clases de agua.

…concentración de Boro y otros elementos que puedan ser tóxicos.

El boro en pequeñas concentraciones, es esencial para el desarrollo de las plantas. Sin embargo, es muy toxico para ciertas especies y la concentración que afecta a unas es casi la misma que necesitan otras para un desarrollo normal. Las

5

concentraciones toxicas de boro en ciertas aguas usadas para riego obligan a tenerlo en cuenta para establecer la calidad del agua.

….En algunos casos la concentración entre bicarbonatos y la dureza.

En aguas usadas para riego ricas en iones bicarbonato, existe la tendencia del calcio y del magnesio a precipitarse como carbonatos a medida que la solución del suelo se vuelve más concentrada. De esta manera, las concentraciones de calcio y magnesio se reducen y la concentración relativa de sodio aumenta.

Los cloruros en el agua de irrigación representan un riesgo porque son absorbidos por las plantas y se acumulan en las hojas, produciendo hojas quemadas cuando su concentración es alta.

Algunos elementos, contenidos en el agua en concentraciones altas pueden ser tóxicos para las plantas y para los animales que consumen los cultivos.

f. Calidad del Agua para Concreto

La fabricación de concreto a partir de cemento, arena, grava y agua es es el resultado de una reación química, isotérmica, con desprendimiento de calor, en la cual la calidad y la cantidad de cada ingrediente son importante.

Por ejemplo la resistencia del concreto depende mucho de la relación agua cemento utilizada. El 90% del cemento portland está constituido por silicato tricalsico, silicato dicalsico, aluminato tricalsico, y aluminato férrico tetracalsico, estos reaccionan con el agua para producir hidróxido de calcio y silicato de calcio hidratado. Este último constituye el componente cementante más importante del concreto.

En general se ha considerado que cualquier agua potable es apta para producir concreto, pero se recomienda no usar aguas con sustancias orgánicas, color oscuro ni olores fuertes, siendo riesgoso producir concreto con agua de mar.

Se ha afirmado que aguas de muy mala calidad pueden afectar la resistencia esperada del concreto y el tiempo de fraguado y pueden causar eflorescencia, manchado, corrosión del refuerzo y menor durabilidad.

Entre las características importantes que hay que tener en cuenta para fabricar concretos, se incluyen la materia orgánica, el azúcar, los sólidos disueltos totales, los cloruros, los sulfatos, los carbonatos y los bicarbonatos,. El carbonato de sodio por ejemplo puede acelerar el fraguado, los bicarbonatos pueden acelerar o

6

retardar el fraguado, y a la vez reducir la resistencia del concreto, especialmente cuando existe reación con los agregados.

Los cloruros pueden tener efecto corrosivo sobre el acero de refuerzo al atacar su capa de óxido protectora y además pueden rebajar la resistencia del concreto. Los sulfatos pueden causar reacciones expansivas en concentraciones muy altas. La materia orgánica afecta el tiempo de fraguado y la resistencia del concreto.

Un agua con contenido de azúcar afecta el fraguado y la resistencia del concreto.

El agua de mar puede servir para elaborar concreto pero es altamente nociva para el refuerzo con la corrosión.

Realmente se puede considerar que no existe un criterio exacto de calidad del agua para elaboración de mezclas de concreto.

g. Calidad del agua para Calderas

El agua de alimentación de calderas y otros sistemas de generación y conducción de vapor, constituye uno de los usos industriales más importantes en fábricas, hoteles, lavanderías, clubes, colegios, universidades, centros de recreación, hospitales y laboratorios. La calidad de agua para calderas es función de la presión de operación de ella. Condiciones de presión y temperaturas altas, incrementan la tendencia a la corrocción y a las incrustaciones, además de otros problemas que obligan que se les suministre a las calderas aguas de muy alta pureza y calidad.

Entre las impurezas existentes en el agua, la sílice es de gran importancia desde el punto de vista de alimentación de calderas , esta aun en bajas concentraciones tiende a formar una incrustación densa y dura sobre las superficies de calentamiento y alabes de las turbinas de vapor, causando serias pérdidas de eficiencia, y capacidad de generación, si dicho estado alcanza consideraciones críticas, los depósito de sílice deben moverse con vapor en contra corriente y soda caustica o sacar la unidad de servicio para desarmarla y poder así remover los depósitos que se forman.

h. Calidad del Agua para Enfriamiento

El agua para enfriamiento constituye uno de los usos principales en la industria de generación eléctrica por plantas térmicas, al igual que en industria de manufactura, plantas químicas, industria del acero y metalúrgicas. La temperatura es el criterio principal de calidad del agua para enfriamiento, así como la capacidad de formar incrustaciones, de causar corrosión o de producir crecimientos biológicos indeseables.

7

Cuando el calor del agua de enfriamiento se elimina por evaporación, el agua recirculada aumenta su contenido de solidos disueltos y su potencial de formación de depósito de hierro y manganeso e incrustaciones de carbonato de calcio. Los crecimientos biológicos de controlan mediante cloros y algicidas.

Existe una alta complejidad de las reacciones entre los componentes del agua y los materiales expuestos a ella para su transporte o enfriamiento.

i. Calidad del agua para Recreación

El agua para recreación debe ser inocua para nadadores y bañistas, tiene que ser estéticamente aceptable, libre de sustancias flotantes o suspendidas, sin color ni olor objetable, sin sustancias toxicas, sin componentes irritantes de la piel, y libre de organismos patógenos.

Existen diferentes criterios numéricos, formulados para controlar la calidad del agua para recreación, algunos mucho más restrictivos que otros, y por tanto establecidos en consideraciones estéticas, o de capacidad de tratamiento, sin que haya estudios científicos definidos que demuestren los riesgos por contacto con agua contaminada.

En general, se acepta que la posibilidad de infección por ingestión de agua dulce es mayor que en aguas de mar, y el estándar de Coliformes debería reflejar este hecho. Hasta la fecha los objetivos de calidad del agua para bañistas de playas, se han establecido con base en estudios epidemiológicos realizados sobre poblaciones expuestas al agua de baño. Las enfermedades más comunes adquiridas por nadadores y bañistas en contacto con agua contaminadas, han sido: infecciones de ojos, oídos, nariz y garganta, trastornos gastrointestinales y en menor intensidad, irritaciones de la piel.

Dado que la recreación es uno de los usos benéficos más importantes del agua en la actividad humana, es necesario establecer programas que contribuyan a un mantenimiento efectivo de la calidad del agua para dicho uso, especialmente en climas cálidos y regiones de atracción turística.

j. Calidad del Agua Para Piscina

Las piscinas son un elemento común de la vida moderna y la calidad del agua se mantiene a travez de la operación y control de un sistema de tratamiento, generalmente integrado por un equipo de recirculación para filtración y desinfección del agua que remplaza el agua de seis a ocho horas y permite asegurar la calidad física, química y biológica requerida.

8

Ensayos rutinarios incluyen cloro y pH por lo menos tres veces diarias, claridad del agua una vez diaria y ensayos periódicos para turbiedad, alcalinidad, Coliformes, dureza, nitrógeno amoniacal y orgánico, cloruros y conteos bacterial.

k. Calidad del agua para rehúso urbano

La recolección y tratamiento de aguas residuales para su rehúso, es una tarea que demanda un gran esfuerzo técnico y económico, pero cuando el impacto del crecimiento poblacional urbano es tan grande que se agotan los recursos superficiales o subterráneos tradicionales disponibles cerca del abastecimiento, se hace necesario buscar fuentes sustitutivas del agua y una de ellas es la del agua residual recuperada. Es usable con frecuencia en planes agrícolas con aguas residuales con bajos tratamientos previos, en muchas ciudades avanzadas se han hecho investigaciones encontrando como resultado aguas recuperadas con muy buena calidad. Aunque la idea es satisfacer necesidades de agua con inferior calidad a la potable.

l. Calidad del agua para uso pecuario

El uso pecuario del agua o consumo de agua por el ganado es una demanda en constante aumento, ante la cada vez mayores necesidades de esta. Aunque la tolerancia de los animales a los componentes del agua es muy variable y además dependen del consumo diario de ella, se han formulado diferentes criterios de calidad, para evitar perjuicios en su cría, desarrollo y productividad.

Consumo normal de agua por animal

ANIMAL Litros/ día

Caballo 30 – 45

Cabra 4- 15

Cerdo 11 – 29

Ganado de carne 26 – 45

Ganado de leche 38 – 60

Pavo 0,4 – 0,6

Pollo 0,3 – 0,4

J, Calidad del agua en Lagos

9

Los lagos proveen agua para uso doméstico e industrial, para recreación, pesca, transporte y riego, y se han construido algunos para generación eléctrica, control de inundaciones y usos múltiples, y su calidad está íntimamente ligada con su origen, la estratificación, el tiempo de retención, la forma física del estanque, el movimiento, los aportes de contaminantes, y su riqueza nutricional, debido a la concentración y a la carga existente de nitrógeno y fosforo principalmente en sus efluentes. Las aguas de embalse son de mejor calidad para abastecimiento municipal que las aguas de ríos debido al efecto de la sedimentación de solidos suspendido, la acción desinfectante de la luz solar y la actividad biológica natural de oxidación.

Los lagos suelen clasificarse de diferentes maneras, pero en cuanto a la calidad del agua su clasificación más importante está relacionado con su fertilidad.