EL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y

SISTEMA DE BOMBEO

1.- RESUMEN Los sistemas bombeo representan el costo de energía más alto

dentro de un organismo operador de agua potable y por lo tanto

ofrecen una de las oportunidades más directas para reducir el uso

de energía y los costos de operación. Para eficientar un sistema de

bombeo se recomienda realizar las siguientes medidas: cambiar el

equipo por un equipo de bombeo de alta eficiencia, colocar

variadores de velocidad, optimizar el tren de descarga de la bomba,

cambiar el diámetro de tubería al óptimo para reducir las pérdidas

por fricción, y una apropiada selección de la capacidad y tamaño del

equipo de bombeo de acuerdo a los requerimientos del sistema.

El caso de sistema por bombeo, conviene definir previamente la

situación con respecto a las dos posibles alternativas.

1.- Un bombeo directo al estanque y distribución por gravedad , en

cuyo caso la red de distribución sed analizara como en el caso de

red de gravedad y el bombeo será un problema de línea de aducción

2.- Un bombeo contra la red de distribución.

2.- ABASTECIMIENTO DEL AGUA POTABLE

Algo tan sencillo para nosotros como abrir el grifo y que salga

por él agua limpia y apta para el consumo no es tarea sencilla

para los 1.400 millones de personas que carecen de agua

potable en el mundo, según datos de la ONU. Disponer de agua

potable de calidad en cantidad suficiente es una necesidad para

nuestro adecuado desarrollo. Pero también lo es un uso

solidario y eficiente de este bien escaso.

El largo camino del abastecimiento del agua

El abastecimiento de agua para su uso doméstico comprende

una serie de fases:

1. Captación

2. Potabilización

3. Almacenamiento

4. Distribución y transporte

5. Vigilancia y control

6. Usos urbanos

2.1 Captación

Es el origen del abastecimiento. El agua bruta puede provenir de

aguas superficiales (ríos, lagos, embalses, canales…) o de aguas

subterráneas (pozos, manantiales, surgencias). Cuanta mayor

calidad tenga, menores serán los tratamientos de potabilización

a los que habrá que someterla. En ocasiones se construyen

depósitos de reserva de agua bruta, que aseguran el suministro

durante un cierto tiempo en caso de cortes de la fuente de

abastecimiento.

2.2 Potabilización

Se realiza en la planta potabilizadora y es el conjunto de

tratamientos que permiten que el agua sea apta para el

consumo humano y pueda beberse con garantía de calidad. La

desinfección es el tratamiento más importante.

Las distintas secuencias y alternativas de la potabilización de

agua a escala urbana

La potabilización profesional generalmente incluye los

siguientes procesos:

Sedimentación

Coagulación.

Ablandamiento.

Eliminación de hierro y manganeso.

Eliminación de olor y sabor.

Filtrado

Aireación.

Control de corrosión.

Evaporación

Desinfección

3.- CONOCIMIENTOS TECNICOS

Su aplicación exige conocimientos técnicos especiales

reservados a Ingenieros sanitarios.

3.1 SEDIMENTACION: Es el asentamiento por gravedad de las

partículas sólidas contenidas en el agua. Se realiza en depósitos

anchos y de poca profundidad. La sedimentación puede ser

simple o secundaria. La simple se emplea para eliminar los

sólidos más pesados sin necesidad de tratamiento especial

mientras mayor sea el tiempo de reposo, mayor será el

asentamiento y consecuentemente la turbiedad será menor

haciendo el agua mas transparente. El reposo prolongado

natural también ayuda a mejorar la calidad del agua debido a la

acción del aire y los rayos solares; mejor sabor y el olor, oxida el

hierro y elimina algunas substancias.

La secundaria se emplea para quitar aquellas partículas que no

se depositan ni aun con reposo prolongado, y que es la causa

principal de turbiedad. En este caso, se aplican métodos de

coagulación con sustancias como el alumbre, bajo supervisión

especializada.

3.2 FILTRACIÓN: Se emplea para obtener una mayor clarificación

y generalmente Se aplica después de la sedimentación. Hay muchos

tipos de filtros con características que varían de acuerdo con su

empleo.

La filtración más usual se realiza con un lecho arenoso de unos 100

por 50 metros y 30 centímetros de profundidad. En esta capa

actúan bacterias inofensivas que descomponen la materia orgánica

presente en el agua en sustancias inorgánicas inocuas. Para uso

domestico existen en el mercado unidades filtrantes pequeñas:

algunas combinadas con sistemas de potabilizaron. Cuando se

adquiere algún aparato de estos es muy importante recordar que la

función principal de un filtro es la de eliminar materias en

suspensión; pueden retener ciertas bacterias, quistes etc., pero por

si solos no garantizan la potabilidad del agua. Para lograr esto

último deben tener, además del filtro algún dispositivo de

potabilización. Los filtros más útiles en el medio rural son los que se

construyen con grava y arena.

3.3 Aireación. Se efectúa haciendo caer el agua sobre una cascada

para incrementar la proporción de oxígeno disuelto en el agua. Se

reduce de este modo el contenido de dióxido de carbono hasta un

60% y mejora la purificación con bacteria aeróbicas. Además

existen varios métodos físicos y químicos para desinfectar el agua.

4.- METODOS FÍSICOS:

4.1 Filtración. Ayuda a eliminar bacterias, pero por sí solo, no puede

garantizar la potabilidad del agua. 2. Ebullición. Método excelente

para destruir los microorganismos patógenos que suelen

encontrarse en el agua: bacterias, quistes y huevos. Para que sea

efectiva, debe ser turbulenta. El desprendimiento de burbujas a

veces se confunde con la ebullición. Es conveniente hervir el agua en

el mismo recipiente en que haya de enfriarse y almacenarse

procurando usarlo exclusivamente para estos propósitos.

4.2 Rayos ultravioleta Su empleo es muy limitado, ya que se

necesita de un aparato especial que requiere energía eléctrica para

su funcionamiento. Su efectividad es muy reducida en aguas

turbias.

5.-MÉTODOS QUÍMICOS

1.Ozono. Es un oxidante poderoso. No deja olor pero sí sabor,

aunque no desagradable. Es difícil regular su aplicación. No tiene

acción residual.

2. Yodo. Muy buen desinfectante, necesita un tiempo de contacto

de media hora. Es muy costoso para emplearse en abastecimientos

públicos.

3. Plata. En forma coloidal o iónica es bastante efectiva; no da

sabor ni olor al agua, tiene una acción residual muy conveniente. Su

efectividad disminuye con la presencia de ciertas substancias, como

cloruros, que Se encuentran a veces en exceso en el agua.

4.Cloro. El cloro es indudablemente el elemento más importante que

existe para la desinfección del agua. Se suele usar en una dosis de

0,0001% que destruye todos los microbios en cuatro minutos.

Además se usa para:

1.Eliminar olores y sabores.

2.Decolorar.

3. Ayudar a evitar la formación de algas.

4.Ayudar a quitar el hierro y manganeso.

5.Ayudar a la coagulación de materias orgánicas.

6. Almacenamiento

El almacenamiento del agua ya tratada debe realizarse en depósitos

protegidos, bien conservados y limpios. Con frecuencia se

construyen depósitos elevados para asegurar la distribución por

gravedad desde el depósito de almacenamiento de agua tratada.

Es importante usar buenos métodos para recolectar, transportar y

almacenar el agua potable. Hay un riesgo alto de que el agua se

contamine de paso entre la fuente y la casa. Esto es porque puede

quedar expuesta a bacterias o gérmenes dañinos, ya sea cuando se

transfiere entre diferentes receptáculos o cuando diferente gente

entra en contacto con ella.

El agua potable puede recolectarse de diferentes tipos de fuentes:

de las fuentes de la superficie (ríos o manantiales) o de agua

subterránea (pozos con una soga y cubo o bombas de mano).

Normalmente el agua subterránea proporciona el agua de mejor

calidad porque está protegida de la contaminación.

Pueden usarse varios métodos fáciles para mantener la calidad del

agua durante la recolección, transporte y almacenamiento.

7.- Recolección

El agua se contamina a menudo durante la recolección a causa de

que la gente mete un cubo sucio en la fuente de agua. Una vez que

una fuente de agua se contamina, es probable que otras personas

que comparten la fuente de agua se enfermen. Hay dos maneras

importantes de reducir este riesgo de contaminación:

Usar más de un receptáculo para recolectar agua. Usar un

cucharón o cubo limpio para transferir agua al receptáculo.

Asegurarse de que el agua se vierta desde el cucharón o cubo

al receptáculo de transporte, para que los dos receptáculos no

entren en contacto. Las bombas de mano son la mejor manera

de recolectar agua porque el agua es, en la práctica, vertida

directamente de la fuente en el receptáculo.

Usar el cucharón o cubo sólo para ese propósito. Muchos

pueblos tienen un cucharón o cubo comunal que todos usan

para recolectar agua de la fuente de agua. Esto reduce las

oportunidades de contaminación porque hay sólo un cucharón o

cubo que entra en contacto con el agua, en lugar de muchos.

Un comité de la comunidad puede ayudar a asegurar que no se

roben el cucharón y que se guarde en un lugar limpio.

Transporte

Transportar el agua de la fuente a la casa tan rápidamente como

sea posible. Cubrir el receptáculo con una tapa o un pedazo de tela

limpia para evitar que le caiga suciedad.

Almacenamiento

Almacenar el agua en la casa en un lugar fresco, bien lejos de

gasolina, querosén y productos químicos agrícolas. Si se usan

diferentes receptáculos para transportar y guardar el agua,

asegurarse de que el agua se vierta de un receptáculo al otro.

Seguir las mismas reglas; verter el agua del receptáculo de

almacenamiento a un vaso apropiado para beber. Si el receptáculo

de almacenamiento es demasiado pesado de alzar, usar un cucharón

limpio para transferir el agua.

Si se siguen estos pasos, la oportunidad de contaminar el agua

entre la fuente y la casa es reducida.

Las redes de abastecimiento y suministro de agua deben tener las

menores pérdidas posibles y circular por el suelo a mayor altura que

las redes de aguas residuales, para evitar su contaminación en caso

de pérdidas de aguas sucias.

A su vez las características climáticas de nuestro planeta, están

determinadas, fundamentalmente, como hemos esbozado, por la

interacción de la atmósfera y los océanos, que calentados por el sol,

actúan como un inmenso motor térmico. En ello influye la incidencia

de la radiación solar, que varía con la hora y la estación del año y la

latitud terrestre, además de la disposición de los océanos y los

continentes, junto con la altura y morfología de las tierras. El calor

solar es mayor en la superficie terrestre que en las capas altas de

la atmósfera, lo que produce corrientes ascendentes de convención,

localizadas mas en la zona del ecuador que en los polos, impulsando

inmensos sistemas de circulación global. En la zona polar la

atmósfera es más fría y forma una capa densa y relativamente

pegada a la superficie, donde las presiones a los 5.000 m. son más

bajas que en la zona tropical, estas depresiones polares succionan

aire tropical. que es desviado por la rotación terrestre en dirección

0., alrededor de la tierra en las latitudes medias, formando grandes

corrientes que llegan hasta zonas alejadas al N. y al S. y son

responsables de la humedad y los cambios climáticos que

caracterizan las zonas templadas de ambos hemisferios. Estas

corrientes atmosféricas principales, se complementan y modifican

con otras para producir intercambios térmicos entre los océanos y

los continentes, viéndose a su vez afectado el conjunto por las

características geográficas, dando lugar a una serie de cinturones

climáticos latitudinales, junto con otra variedad de climas locales y

microclimas, con unas variaciones típicas a lo largo del año y una

periodicidad anual con ligeras oscilaciones en tomo de unas medias,

de las que a base de datos estadísticos se disponen mapas de las

distintas épocas del año. De estas características climáticas las

precipitaciones atmosféricas junto con las temperaturas, son los

elementos fundamentales de los que dependen la vida animal y

vegetal y, en gran medida, la economía general de las distintas

zonas. Siendo las precipitaciones de tal importancia que muchos

autores utilizan solo este elemento en su apreciación del clima,

definiendo como desértico el de menos de 120 mm. de precipitación

anual, árido entre 120 y 250 mm. semiárido entre 250 y 500 mm.,

moderadamente húmedo entre 500 y 1.000 mm., húmedo entre

1.000 y 2.000 mm. y muy húmedo por encima de los 2.000 mm. La

distribución media de las precipitaciones por la situación latitudinal

en la superficie del globo, es sensiblemente la siguiente: Pluviosidad

muy fuerte en la zona ecuatorial entre 0 y 20º de latitud, entre

1.500 y 3.000 mm. con reparto en una estación seca y una estación

húmeda.

Pluviosidad casi nula entre los 20º y 30º en las zonas

desérticas.

Pluviosidad entre 400 y 800 mm. entre 30º y 40º.

Pluviosidad entre 800 y 1,500 mm. entre 40º y 70º.

Pluviosidad débil en latitudes por encima de los 70º.

Existiendo a su vez dentro de ello, como hemos indicado

anteriormente, otras distribuciones climáticas, dependiendo de la

ubicación y características geográficas. La variación temporal de

las precipitaciones junto con las de las temperaturas, a lo largo del

año da, por un lado, las disponibilidades naturales de agua para las

plantas y, por otro, las cantidades precisas para el ciclo vital de las

distintas especies para un terrenos determinado que junto con las

temperaturas da lugar a la evolución de los distintos ecosistemas.

Esto da lugar a una serie de clasificaciones de tipos de regiones

húmedas a áridas, como con el índice de Martonne (Pa/T+ 10)

definido como un cociente en el que figura la pluviometría en el

dividendo y la temperatura en el divisor, o los de Dantin y Revenga

en sentido inverso (100T/P), o por los diagramas Ombométricos de

Gaussen, en los que se dibujan las curvas de temperaturas medias

mensuales en Cº a lo largo del año, superpuestas con las de la

pluviometría en milímetros, con una escala normalmente P=2T,

definiendo como períodos secos aquellos en que la curva de

precipitaciones está por debajo de las de temperaturas, a los

métodos más completos de las fichas climáticas de Thornthwaite,

en el que se mide la diferencia entre la evapotranspiración potencial

de una superficie cubierta de vegetación y la evaporación real, es

decir, la diferencia entre el agua que se evaporaría en conjunto de

las plantas terreno, teniendo el agua necesaria para la temperatura

existente y la que realmente se evapora de la precipitación caída,

habida cuenta la reserva de agua que queda en el terreno,

definiéndose como árido, cuando se supera los 25 mm. que

corresponde al punto de marchitez de las plantas. Las

evaporaciones reales varían según las disponibilidades de agua y

tiene como limite la evaporación potencial, depende, además, de la

temperatura, de los vientos y el grado de humedad del aire y la

presión barométrica, se diferencia la evaporación directa del agua y

la del agua del suelo. en los climas templados la evaporación supone

un cuarto a la mitad de las precipitaciones, en los áridos es

superada y puede llegarse a cifras superiores a los 2.200 mm. de

evaporación anual. La transpiración es la evaporación que producen

los vegetales a la atmósfera del agua absorbida para su ciclo vital,

quedando en ella inmovilizada el agua de asimilación. La tasa de

transpiración es la relación entre el peso del agua absorbido en

total, contando la evaporación durante un período de vegetación y la

materia seca producida. Las cantidades de agua transpiradas

pueden llegar a 200 I/día en algunos árboles como el tilo, con

independencia de la superficie que ocupan y la lluvia que pueda caer

y las tasas de transpiración varían entre cifras como de 270 para el

sorbo, 500 para el trigo y 1.000 para la alfalfa. La

evapotranspiración es la suma de pérdidas por evaporación y

transpiración en un terrenos con vegetación, siendo la cifra más

significativa de las necesidades de agua, depende de la zona y en

Europa se estiman las siguientes cifras anuales: bosques de abetos

de 180 a 365 mm. llegando a 1.000 mm. para las hayas y superiores

para los eucaliptos que se le suele utilizar para desecar zonas

pantanosas, el trigo de 800 a 1.000 mm., la avena 1.000 a 1.700 mm.,

praderas 750 a 1.500 mm. Como diferencias de ensayos en Holanda

entre la evaporación del agua, de la tierra saturada y la tierra

saturada con coberturas de césped, se tiene 590, 440 y 770MM.,

respectivamente. Además ha de tenerse en cuenta el papel

fundamental del agua, tanto en su disponibilidad a lo largo del

tiempo para el mantenimiento de los distintos ecosistemas, como

transmisor biológico a través de las superficies de escorrentía y

cursos fluviales, funcionando por un lado de manera similar al

sistema circulatorio humano, como aportador de nutrientes a las

distintas zonas y por otro como sistema excretor de eliminación de

restos nocivos.

8.- Uso del agua en el desarrollo humano:

Todos los datos citados anteriormente, configuran una situación

natural que, a su vez, define una distribución biogeográfica y de

ecosistemas, donde el hombre como los demás animales desde sus

comienzos, se ha servido de ellos de una manera natural, pero a

diferencia y como ser inteligente, desde los albores de las primeras

civilizaciones, ha tratado de buscar un mejor aprovechamiento para

él, influenciando en ellos según sus necesidades y en función de sus

conocimientos y posibilidades. Al principio en los comienzos de la

agricultura, simplemente con la preparación de terrenos para la

retención del agua, utilizando terrenos para cultivos que tras

inundaciones se convertían en fértiles, siguiendo por las pequeñas

derivaciones cursos de agua y cauces para la inundación

intermitente o riego artificial y continuando por las obras de

conducción, regulación y captaciones de agua para la puesta en

explotación de mayor cantidad de terrenos fértiles con carencia de

agua, desarrollándose, inicialmente, las grandes civilizaciones

generalmente en los valles fértiles de los ríos.

Vigilancia y control

Se realizan análisis químicos y biológicos de diversos parámetros

del agua para asegurar su calidad y potabilidad tanto a la salida de

la planta como en diversos puntos de la red de abastecimiento.

Usos urbanos

Domésticos, industriales, públicos... a

Así se potabiliza el agua

Según la calidad del agua bruta se precisan diversos procesos para

conseguir que el agua sea potable. Los más importantes que se

llevan a cabo en las plantas potabilizadoras, son los siguientes:

Coagulación y floculación: forzar la sedimentación de quien no

quiere.

La adición de sustancias como sulfato de alúmina o polielectrolitos

permite que partículas con idéntica carga eléctrica, que de manera

natural se repelen y no sedimentan, se desestabilicen, coagulen y

formen flóculos capaces de sedimentar.

El sencillo mecanismo de la decantación.

Separa por gravedad las partículas en suspensión que transporta el

agua, consiguiendo un flujo de agua con la menor turbulencia

posible, de manera que las partículas más densas decantan y

sedimentan en el fondo. Las menos densas flotan y van a parar a la

superficie, donde se eliminan

3. La filtración: quedar atrapados.

Las aguas previamente decantadas se hacen pasar por un medio

poroso, quedando retenidas partículas sólidas en suspensión de

diferentes tamaños en función de las características del filtro. En

general no consiguen eliminar elementos disueltos como los

contaminantes químicos, pero sí muchas sustancias que le dan

turbidez al agua, incluso huevos de parásitos.

Los filtros más utilizados en potabilización son los de arena y los de

carbón activado (estos últimos además pueden eliminar diversos

contaminantes por un proceso químico llamado adsorción). Pueden

ser filtros abiertos, que filtran por gravedad, o filtros cerrados, a

presión.

9.- La desinfección: acabar con los organismos patógenos

Es la fase más importante, ya que garantiza la eliminación de los

microorganismos presentes en el agua que pueden causar gran

número de enfermedades. Existen diversos métodos físicos (calor)

y químicos (cloro, ozono, sales metálicas) para desinfectar el agua,

pero el más utilizado en abastecimiento es la cloración, ya que es

barato, sencillo, eficaz, tiene acción residual y fácil determinación.

Se utilizan diversos productos tales como dióxido de cloro, cloro

gas, hipoclorito sódico, hipoclorito potásico. Otro sistema de

desinfección, aunque menos utilizado, es la ozonificación.

Con frecuencia se realiza una precloración, antes de la decantación,

que sirve para oxidar la materia orgánica presente en el agua y

disminuir su concentración. Posteriormente se realiza una

postcloración que garantice la desinfección y la presencia de cloro

en la red de distribución.