el agua y la tecnología

Trabajo Práctico Número 2:

"Métodos de purificación del agua"








Carrera: Ingeniería Mecánica 
Materia: Ingeniería y sociedad 
Profesora: Almada Ana María. 
Integrantes: 
Acosta Santiago, Legajo n° 67453. 
Alejos Aarón, Legajo n° 67648. 
Medina Lucio, Legajo n° 68145. 
Monti Rubio Emanuel, Legajo nº 67408.
Quintana Gastón, Legajo n° 67590. 
Curso: 1S4. 
Fecha: 01/09/14.

INDICE



Introducción 2
Desarrollo 4
La problemática del agua 5
Métodos de purificación del agua 7
Obtención por medios químicos 9
Obtención por medios físicos 12
Obtención por tratamiento de aguas residuales 15
Obtención a través de plantas desalinizadoras 18
Innovaciones para la purificación del agua 19
LifeStraw 19
Eliodomestico 20
Watercone 21
Purificación de agua por plasma 22
Conclusión 23
Bibliografía 24




















Introducción



El agua es un elemento esencial para la existencia de vida en nuestro
planeta. Todos los seres vivos somos, en mayor o menor medida, agua, por lo
que necesitamos consumirla de forma continua para poder vivir.
Pero el agua no sólo es necesaria para beber, sino es indispensable para la
agricultura, la ganadería, el saneamiento y hasta incluso para producir
electricidad; es decir se utiliza en la mayoría de las actividades
realizadas por el hombre. Por ello la humanidad ha almacenado y distribuido
agua prácticamente desde sus orígenes. 
La relación existente entre la calidad del agua y la salud se conoce desde
siempre; a lo largo de la historia siempre se relacionó la aparición de
enfermedades como el cólera, la criptosporidiosis, la hepatitis A y la
tifoidea, las cuales provocaron la muerte de miles de personas. Las aguas
claras se consideraban aguas limpias, mientras los pantanos eran
considerados zonas sucias y aguas no salubres. Dos reglas básicas para
diferenciar entre el agua que se puede beber de la que no, ya eran
conocidas en el año 2000A.C.: las aguas limpias debían ser transparentes
(incoloras) y no debían presentar olores (inodoras). 
En los últimos siglos, el hombre mediante el desarrollo paulatino de las
tecnologías y de las industrias, ha logrado mejorar drásticamente su
calidad y expectativa de vida, provocando un aumento exponencial de la
población y de la demanda de agua potable. A su vez los fenómenos
mencionados anteriormente, tienen como consecuencias secundarias: la
generación de grandes cantidades de deshechos, más comúnmente conocidos
como basura, (que son todos los materiales y productos no deseados
considerados como inaprovechables y que se necesitan eliminar porque
carecen de valor económico) y cambios en los hábitos de vida (en sus
comienzos las civilizaciones tenían como actividad principal la agricultura
y destinaban la mayor parte del agua al riego, para beber y cocinar; en la
actualidad se han ido añadiendo otras utilidades al agua, como por ejemplo
la higiene, los electrodomésticos, usos industriales, recreativos, entre
otros. 
Gran parte de los residuos generados van a parar al mar, ríos, lagos e
incluso napas subterráneas, ocasionando que numerosos agentes patógenos,
químicos y contaminantes, proliferen y reaccionen en el agua,
transformándola en insalubre y contaminante para el ser humano. Esta
situación se vuelve más crítica a medida que aumenta la demanda de ella,
por lo que la obtención y purificación del agua se ha vuelto un tema de
suma importancia que incentiva a los científicos a descubrir nuevas
maneras, más económicas y sustentables de obtener agua potable. 
Bajo las condiciones detalladas anteriormente, la argentina, en ciertas
zonas demográficas presenta condiciones hídricas desfavorables, por lo
tanto nosotros decidimos desarrollar un tema abarcatívo, el cual se centra
en esas condiciones y plantearemos una idea general de la problemática a
nivel global y soluciones innovadoras que se están desarrollando en los
distintos estudios de centros de investigación.

Desarrollo

 
Definiendo Conceptos

Antes de empezar hablar de la problemática del agua y de los métodos para
tratarla, vamos a definir algunos conceptos:

Agua dulce: Se caracteriza generalmente por tener una baja concentración de
sales disueltas y un bajo total de sólidos disueltos; su ubicación
natural en la superficie de la Tierra es en capas de hielo, campos de
hielo, glaciares, icebergs, pantanos, lagunas, lagos, ríos y arroyos, y
bajo la superficie como agua subterránea en acuíferos y corrientes de agua
subterránea. 

Agua salada: Es una solución hecha o basada en agua que compone los océanos
y mares de la Tierra. Es salada por la concentración de sales minerales
disueltas que contiene, un 35 % (3,5 % o 35 g/L) como media. La densidad
media en superficie es de 1,025 g/ml, siendo más densa que el agua dulce y
el agua pura. 

Agua potable: el agua que puede ser consumida sin restricción debido a que,
gracias a un proceso de purificación, no representa un riesgo para la
salud. El término se aplica al agua que cumple con las normas de calidad
promulgadas por las autoridades locales e internacionales. En general esas
condiciones son, que el agua sea incolora, insípida, inodora, libre de
partículas, con menos de 10 bacterias por litro y con un pH entre 6.5 y
8.5. 

Agua No potable o insalubre: Es aquella que no cumple con las condiciones
especificadas anteriormente. 

 Desinfección del agua: La desinfección del agua se refiere a la
inactivación de los microorganismos especialmente los patógenos que son
causantes de enfermedades y de daños en los consumidores de agua, y cuya
intensidad y gravedad varía dependiendo de muchos factores entre ellos:
edad y condición física de la persona infectada, así como del tipo de
microorganismo causante de la enfermedad y de la intensidad o
concentración en el agua del agente infeccioso.
La desinfección es tal vez el tratamiento más importante y de mayor
trascendencia en la potabilización del agua. 
 










La problemática del agua


Aunque el agua es el líquido más abundante en el mundo no toda sirve para
el hombre, ya que en el mundo, de un total del 100% del agua existente, un
97.5% es salada y sólo el 2.5% es dulce. Y del agua dulce el 69.7% está
retenida en los casquetes polares; un 30% está almacenada subterráneamente
y sólo un 0.3% es la cantidad disponible para el consumo humano. 
Éstos gráficos demuestran que el agua disponible para el consumo humano es
muy reducida. 




De esta manera el agua para satisfacer distintas necesidades se transforma
en un recurso indispensable, sin embargo no todas las personas disponen de
él. Esto sucede por varios motivos, entre los cuales se pueden mencionar en
primer lugar la desigual distribución natural del agua en la superficie
terrestre.
Esta imposibilidad lleva a situaciones de escasez, que no tiene causas
exclusivamente naturales, sino que también sociales. Esto nos permite decir
que existe una estrecha relación entre la posibilidad de abastecimiento y
el desarrollo, porque cuanto mayor es el desarrollo, mayor es la capacidad
para obtenerla. 
La humanidad requiere el agua cada vez en mayores cantidades para realizar
sus actividades. El mayor consumo de agua también se debe al incremento de
las prácticas de irrigación agrícolas, al gran desarrollo industrial o a la
existencia de hábitos de consumo que, en ocasiones, implican su derroche y
que la contaminan. 
Por ello es que las sociedades buscan procesos eficaces y rentables para
potabilizar grandes masas de agua cercanas de una manera sostenible, con el
fin de poder satisfacer las enormes demandas de agua potable de sus
ciudadanos. 
Las sociedades más desarrolladas utilizan métodos más costosos y de mayor
calidad, mientras que aquellas de menos recursos sólo se limitan a
extraer y consumir el agua de la naturaleza sin ningún previo
tratamiento, hecho que las transforma en las más vulnerables frente al
contagio de enfermedades y al aumento de las poblaciones de agentes
insalubres como son las ratas y cucarachas. 




Métodos de purificación del agua


La desinfección del agua es necesaria como uno de los últimos pasos en
la planta de tratamiento de agua potable, para prevenir que esta sea dañina
para nuestra salud.
Muchas veces, tratándose de agua de manantiales naturales o de pozo,
la desinfección es el único tratamiento que se le da al agua para
obtener agua potable. 
Los desinfectantes no solo deben matar a los microorganismos sino que deben
además tener un efecto residual, que significa que se mantienen como
agentes activos en el agua después de la desinfección para prevenir el
crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando así una
recontaminación del agua. 
 
Breve reseña histórica

La relación existente entre la calidad del agua y la salud se conoce desde
siempre. Las aguas claras se consideraban aguas limpias mientras
los pantanos eran considerados zonas sucias y aguas no salubres.
La desinfección de las aguas se ha utilizado durante mucho tiempo. Sin
embargo los mecanismos de desinfección no son conocidos hasta hace unos
pocos cientos de años. 
Dos reglas básicas son las que se pueden encontrar en la antigüedad (desde
el 2000 a. C.) que decía que las aguas debían ser expuestas a la luz del
sol y filtrada con carbón. El agua impura se debía de hervir e introducir
un trozo de cobre siete veces, antes de filtrar el agua. Existen
descripciones de civilizaciones antiguas en referencia al agua hervida y el
almacenamiento del agua en recipientes de plata. Para llevar a cabo la
purificación del agua se utilizaban cobre, plata y técnicas
de electrólisis. 
En el año 1680 Anton Van Leeuwenhoek desarrolla el microscopio. El
descubrimiento de los microorganismos se consideró una curiosidad, pero
pasarían otros doscientos años hasta que los científicos utilizaran este
invento, el microscopio, para la identificación y comparación de
microorganismos y otros patógenos. 
El primer filtro múltiple se desarrolló en 1685 por el físico italiano Lu
Antonio Porzo. El filtro consistía en una unidad de sedimentación y filtro
de arena.
En 1746, el científico francés Joseph Amy recibe la primera patente por el
diseño de un filtro, que es utilizado en casas por primera vez en el año
1750. Los filtros estaban hechos de algodón, fibras de esponja y carbón. 
En siglos pasados el hombre ha sufrido enfermedades como el cólera; se
decía que estas enfermedades eran causadas por castigos de Dios o debido a
la impureza del aire que era consecuencia de cambio en la alineación de los
planetas. 


En 1854 la epidemia de cólera causó gran cantidad de muertos en Londres,
fue así como el doctor inglés John Snow hizo una exhaustiva investigación
y descubrió que la epidemia del cólera era causada por el bombeo de agua
contaminada. La expansión del cólera se evitó mediante el cierre de todos
los sistemas de bombeo.
Después de este hecho, los científicos comenzaron estudios e investigación
de la presencia de microorganismos en el agua y los modos de
eliminarlos para el suministro de agua apta para el consumo.
Ya en el siglo XIX se descubrieron los efectos de los desinfectantes en el
agua para el tratamiento y desinfección de la misma, desde entonces los
desinfectantes se utilizan extensamente por las compañías del agua para
evitar la expansión de enfermedades y mejor la calidad del agua.

Actualidad
 
En este siglo, debido a la constante contaminación del medio ambiente, fue
necesario hallar nuevos métodos que permitieran obtener agua potable para
el consumo de las personas. Pero a su vez se tuvo que lidiar con las
limitaciones que presenta la obtención del agua, ya sea por su ubicación
geográfica o debida a factores económicos y políticos propios de un estado.
Este contexto llevo a que se desarrollaran distintos métodos, ellos son:

Purificación por medios químicos,
Purificación por medios físicos,
Por tratamiento de aguas residuales, y
Purificación a través de plantas desalinizadoras








Obtención por medios químicos


Los compuestos químicos más utilizados para la desinfección del agua son: 
 
1. Cloro (Cl)

El cloro, al igual que sus compuestos como Hipoclorito de sodio (NaClO),
Ácido hipocloroso (HClO), Clorito de sodio (NaClO2), Dióxido de cloro
(CLO2), son unos de los elementos más comunes para la desinfección del
agua. 
Se pueden aplicar para la desactivación de la actividad de la gran mayoría
de los microorganismos, y son relativamente baratos, además de acuerdo con
los "Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) de los
Estados Unidos", la desinfección con cloro del agua para consumo humano es
reconocida como uno de los mayores logros en el campo de la salud pública
del siglo XX.
Sin embargo surge una preocupación para la salud pública, la presencia de
los subproductos de la desinfección con cloro del agua potable, debido a
una posible conexión carcinogénica.
Por esta razón, se ha producido un ajuste progresivo en las normas de
calidad para el agua potable en lo que respecta a la concentración máxima
aceptable de estos subproductos. 

2. Ozono (O3) 

La técnica se basa, fundamentalmente, en lograr un tiempo de contacto
adecuado del agua, con la cantidad adecuada de ozono.
Concentraciones de entre 0.5 y 0.8 mg/l de ozono durante unos tres o
cuatro minutos son suficientes para conseguir una calidad de agua
excepcional y desinfectada. Tras el tratamiento, el ozono se descompone en
oxígeno tras varios minutos no dejando ningún tipo de residual, pero por
consiguiente, tampoco existirá ningún residual desinfectante que pudiera
prevenir el crecimiento bacteriológico. 
En los casos en los que sea necesario asegurar que el agua de consumo ha
sido recién tratada con ozono, puede instalarse una zonda de medición de
ozono residual en el agua que actúe directamente sobre la producción del
equipo para alcanzar el valor de consigna preestablecido como el ideal de
concentración de ozono en el agua.














Los efectos principales de ozonización del agua potable:



Desinfección bacterial e inactivación viral


Las bacterias y la inactivación viral se relacionan con la concentración
del ozono en el agua y su duración de contacto con los microorganismos.
Las bacterias son las que más rápidamente son destruidas.
Las bacterias E-Coli son destruidas por concentraciones de ozono de un
poco más de 0,1 mg/litro y una duración de contacto de 15 segundos a
temperaturas de 25 ºC y 30 ºC.
Los Streptococcus tecalis son destruidos mucho más fácilmente. A
concentraciones de ozono de aproximadamente 0,025 mg/litro, se obtiene un
99,9% de inactivación en 20 segundos o menos a ambas temperaturas. Los
virus son más resistentes que las bacterias.


Estudios pioneros por científicos de Salubridad Pública Francesa en los
años 60 han demostrado que el poliovirus tipos I, II y III quedan
inactivados por medio de exposición a concentraciones de ozono disuelto de
0,4 mg/litro por un período de contacto de cuatro minutos. 


Oxidación de inorgánicos como hierro, manganeso, metales pesados ligados
orgánicamente, cianuros, sulfuros y nitratos


En el caso del hierro, el manganeso, y de varios compuestos arsénicos, la
oxidación ocurre muy rápidamente, dejando compuestos insolubles que se
puede quitar fácilmente por medio de un filtro de carbón activado. Iones
de sulfuro son oxidados a iones sulfatos, una sustancia inocua. 


Oxidación de orgánicos como detergentes, pesticidas, herbicidas, fenoles,
sabor y olor causados por impurezas


El ozono es un agente muy poderoso en el tratamiento de materiales
orgánicos.
Los orgánicos son naturales (ácidos de humectación y fúmicos) o sintéticos
(detergentes, pesticidas) en esencia. Algunos orgánicos reaccionan con
ozono muy rápidamente hasta la destrucción, dentro de minutos o aún
segundos (fenol, ácido fórmico), mientras otros reaccionan más lentamente
con ozono (ácidos de humectación y fúmicos, varios
pesticidas, tricloretano, etc.).
En algunos casos, los materiales orgánicos son oxidados solamente
parcialmente con ozono.
Una ventaja principal de oxidación parcial de materiales orgánicos es que
al oxidarse parcialmente, los materiales orgánicos se polarizan mucho más
que originalmente, produciendo materiales insolubles complejos que se
pueden quitar con filtros de carbón activado. 


Eliminación de turbidez


La turbidez del agua se elimina por ozonización a través de una
combinación de oxidación química y neutralización de carga. Las partículas
coloidales que causan turbidez son mantenidas en suspensión por partículas
de carga negativas que son neutralizadas por el ozono. El ozono además
destruye los materiales coloidales por medio de la oxidación de materias
orgánicas. 


Eliminación de olores, colores y sabores


La oxidación de la materia orgánica, metales pesados, sulfuros y
sustancias extrañas, produce la supresión de sabores y olores extraños que
el agua pudiera contener, proporcionando una mejora en la calidad y el
aspecto del agua, haciéndola más adecuada para su consumo y disfrute. 
 

3. Halógenos
 
Uso del Yodo


El yodo común que se utiliza en el hogar por motivos medicinales se puede
también utilizar para desinfectar el agua, para ello se añade cinco gotas
al 2 por ciento de tintura de yodo por cada litro de agua limpia.
Para el agua turbia se añade diez gotas y dejar la solución reposar
durante 30 minutos por lo menos. 

4. Metales

Uso del cobre (Cu2+) y plata (Ag+)


Estos actúan de forma efectiva contra bacterias Gram negativas, Gram
positivas, hongos y levaduras. La plata coloidal no mata directamente los
microorganismos, sino que interfiere en los enzimas que tienen que ver con
los procesos de "respiración" de éstos, provocando su muerte en pocos
minutos. 


Permanganato de Potasio (KMnO4)


Este elimina el hierro y manganeso fundamentalmente, pero también puede
eliminar sulfhídrico, fenoles y otros compuestos
orgánicos. Como alguicida se emplea, tanto en las estaciones de
tratamiento como en los lagos y embalses, en la prevención del desarrollo
de algas.




Obtención por medios físicos


Los procesos físicos más utilizados para la desinfección del agua son: 
 
1. Generación de ácido hipocloroso mediante proceso de hidrólisis (sin
aditivos): 
Se agrega cloro en los almacenes de agua filtrada, y se colocan dos
electrodos de carga opuesta en los extremos opuestos del almacén; el
electrodo positivo se llama cátodo y el negativo ánodo. Al hacer pasar una
corriente por ambos, se produce un fenómeno conocido como electrólisis, el
cual descompone las moléculas de agua haciéndolas combinar con el cloro
para formar ácido hipocloroso. Éste ácido desintegra la capa protectora
que envuelve a las bacterias y posteriormente termina matándolas al igual
que a los virus y otros patógenos.

2. Luz ultravioleta:

Los sistemas de tratamiento y desinfección de Agua mediante luz Ultra
Violeta (UV), garantizan la eliminación de entre el 99,9% y el 99,99 de
agentes patógenos.
Para lograr este grado de efectividad casi absoluta mediante este
procedimiento físico, es totalmente imprescindible que los procesos
previos del agua eliminen de forma casi total cualquier turbiedad de la
misma, ya que la Luz Ultravioleta debe poder atravesar perfectamente el
flujo de agua a tratar. 
Los Purificadores de Agua por Ultravioleta funcionan mediante la
"radiación" o "iluminación" del flujo de agua con una o más lámparas de
silicio cuarzo, con unas longitudes de onda de 200 a 300 nanómetros. Por
lo tanto, el agua fluye sin detenerse por el interior de los
purificadores, que contienen estas lámparas.
La luz UV no cambia las propiedades del agua o aire, es decir, no altera
químicamente la estructura del fluido a tratar. Al contrario de las
técnicas de desinfección química, que implican el manejo de sustancias
peligrosas y reacciones que dan como resultado subproductos no deseados,
la luz UV ofrece un proceso de desinfección limpio, seguro, efectivo y
comprobado a través de varias décadas de aplicaciones exitosas.

Funcionamiento 

La generación artificial de la luz UV se realiza a través de un emisor
(lámpara) de cuarzo puro, el cual contiene un gas inerte que es el
encargado de proveer la descarga inicial, y conforme se incrementa la
energía eléctrica, el calor producido por el emisor también aumenta junto
con la presión interna del gas, lo cual genera la excitación de electrones
que se desplazan a través de las diferentes líneas de longitud de onda,
produciendo la luz UV de diferentes longitudes de onda de diversa
intensidad a través del espectro UV-C.


Cuando los microorganismos son expuestos a una dosis adecuada de radiación
ultravioleta a una determinada longitud de onda (UV-C), el ADN de las
células absorben los fotones UV causando una reacción fotoquímica
irreversible, la cual inactiva y destruye las células. 
Uno de los principales beneficios al aplicar luz UV con propósitos de
desinfección es que no se utilizan ningún tipo de químico para ello. 

 
Ventajas del uso de luz ultravioleta 

1. Se trata de un tratamiento físico, sin necesidad de almacenamiento de
stock de ningún producto químico peligroso.

2. No cambia las propiedades del agua tratada.

3. No tiene peligro o efectos negativos sobre el agua en caso de
sobredosificación.

4. Simple y barato de mantenimiento de las instalaciones
.
5. Sencilla instalación sobre canalizaciones de agua ya existentes.

6. Posibilidad de uso para aguas destinadas a distintos usos: consumo
humano, industria alimenticia, procesos industriales, laboratorios,
agricultura, etc.

7. Compatible con otros procesos, como los generadores de ozono.

Aplicaciones

La tecnología ultravioleta actualmente se usa en un extenso grupo de
aplicaciones, que va desde la protección básica de agua potable doméstica,
hasta un tratamiento final para enjuagues de limpieza de partes
electrónicas libre de gérmenes.
Se muestra a continuación una lista de algunas áreas donde se aplica este
tipo de tecnología:

Cervecera
Farmacéutica
Electrónica
Enlatado
Alimenticia
Cosmética
Restaurantera
Embotelladora


3. Rayos gamma:

Este método tiene los mismos procedimientos y ventajas que los rayos
ultra violetas con la única diferencia que se halla es que el emisor de
onda, dispara ondas de frecuencias superiores a 1019 Hz. 
 

4. Obtención por ósmosis inversa:

 
El proceso de ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable que
separa y elimina del agua sólidos, sustancias orgánicas, virus y bacterias
disueltas en el agua.
Esta puede eliminar alrededor de 95% de los sólidos disueltos totales y
99% de todas las bacterias. Las membranas sólo dejan pasar las moléculas
de agua, atrapando incluso las sales disueltas.


Proceso


Se basa en la aplicación de presión a una solución concentrada en sales y
otros contaminantes se hace pasar una porción de un flujo a través de una
membrana semipermeable produciendo por un lado agua pura y por otro agua
concentrada en sales y otros contaminantes los cuales son arrastrados por
la porción de flujo que no es filtrado.
Por lo tanto una porción del agua entrante se convierte en agua pura y
otra se convierte en desperdicio. Esto se conoce como porcentaje de
recuperación y se calcula dividiendo la cantidad de agua purificada entre
el total de agua alimentada al inicio y multiplicando el resultado por
cien.


Consideraciones


Un equipo de filtración por ósmosis incluye un filtro de sedimentación,
uno de carbón activado, una membrana, una lámpara de rayos UV y
dos postfiltros.
Su rendimiento diario es de 200 litros de agua y, con un mantenimiento
adecuado, puede utilizarse hasta por 10 años.
Este método no es recomendable cuando se trata de agua dura, esto es, agua
que contiene un alto porcentaje de sales de calcio y magnesio.
 



Obtención por tratamiento de aguas residuales



 El agua residual reciclada es una de las posibles soluciones frente a las
cada vez mayores demandas de abastecimiento humano. Sin embargo, aunque la
tecnología garantiza las condiciones higiénicas del agua residual
reciclada, el rechazo psicológico de los consumidores frena su
generalización.

Las aguas residuales son provenientes de tocadores, baños, duchas, cocinas,
etc.; los mismos son desechados a las alcantarillas. En muchos casos
también están incluidas las aguas desechadas de la industria y comercio,
como así también el agua superficial proveniente de la caída de lluvia. La
división del agua casera, se hace en aguas negras y aguas grises, las
primeras hacen referencia a aquellas que provienen de inodoros y urinales,
y las segundas a las que se desechan de bañaderas y piletas.

En la medida en que se vaya presentando acumulación y estancamiento del
agua residual pueden generarse gases de mal olor debido a la descomposición
orgánica que ésta posee; además es importante anotar que en el agua
residual hay existencia de numerosos microorganismos patógenos y causantes
de enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano o que pueden
estar en ciertos residuos industriales.

Para el tratado de agua residual se hacen distintos tratamientos, que son
los siguientes:

Pretratamiento

Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos
propiamente dichos, y preservar la instalación de erosiones y
taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y
des engrasadores.




Tratamiento primario o tratamiento físico-químico

Busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o
sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de
oxidación química.








Tratamiento secundario o tratamiento biológico

Se emplea de forma masiva para eliminar la contaminación orgánica disuelta.
Son procesos que consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica o
su eliminación anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen
lodos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su
reducción, acondicionamiento y destino final.

Tratamiento terciario, de carácter físico-químico o biológico

Aquí se utilizan técnicas destinadas a pulir o afinar el vertido final,
mejorando alguna de sus características. Si se emplea intensivamente pueden
lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades
agrícolas, industriales, e incluso para potabilización (reciclaje de
efluentes).

Proceso

Consiste en recolectar el agua negra proveniente de la población, la
cual es depositada en un tanque de donde luego se la bombea.
Una vez hecho este paso, se la lleva a un sistema de hidrocribas el cual
le realiza una especie de cernido o colado al agua, el objetivo del mismo
es quitar todos aquellos elementos solidos que puedan estar flotando en el
agua. Con el agua ya filtrada, se la hace pasar por canales de
sedimentación, los cuales tiene el objetivo de sedimentar todas aquellas
arenas gruesas que puedan estar presentes en la masa de agua, este paso es
muy importante ya que pueden dañar los equipos que se encuentran
posteriormente en el proceso.
Por uno de los canales se hace pasar el agua con arena y por el
otro se permite el flujo de agua ya tratada, de estos sale agua negra
cruda. La siguiente etapa consiste en llevar el agua cruda
a los reactores biológicos, en donde se hallan microorganismos de todo tipo
y clases en donde se destacan aquellos que se alimentan de grasas, metales
pesados, jabones y detergentes. Estos microorganismos prefieren estos
alimentos, debido a que le son los necesarios para su reproducción, de esta
forma se logra que el agua quede transparente. Sin embargo, estos se
reproducen a tal velocidad que es necesario extraerlos del tanque del
reactor para luego mezclarlos con otras masas de aguas negras. Este
proceso tiene beneficios ya que permiten el surgimiento de microorganismos
más jóvenes los cuales serán los encargados de reemplazar a aquellos que
tienen una edad avanzada y que por ende ya no consumen una gran cantidad de
alimento.




Respecto a aquellos que tienen una edad avanzada, se los retira y se los
almacena en un digestor de lodos. El cual es tratado en otro proceso para
que puedan ser aprovechados.

El agua que sale del reactor, va a un tanque donde se clarifica el agua, y
donde además se sedimentan los lodos que pueden haber quedado en el agua.
En este tanque se hace un arrastre de lodos mediante un desnatador, en
donde se los extrae de la misma forma que en el reactor biológico. El
tanque tiene un vertedor perimetral de forma circular por donde circula el
agua lista para ser tratada en el próximo proceso.

La última etapa es hacer pasar esta agua, a un tanque con forma de
laberinto en donde se le incorpora cloro para su desinfección, la forma de
laberinto se debe a que se busca que el agua circule y sea retenida un
determinado tiempo para mejorar su calidad.

Terminado el proceso, se miden las propiedades del agua, para verificar que
cumpla con las normas previamente establecidas, y entonces se obtiene el
agua lista para su consumo o su depósito en ríos, etc.

Sin embargo debe hacerse un último proceso, que consiste en tratar los
lodos activados que se depositaron en el digestor, a los mismos se los
oxigena durante un lapso de 22 días, en los cuales se reduce su masa,
debido a que se consumen entre ellos.

Luego se les extrae parte de la cantidad de agua que poseían y mediante una
bomba se las hace pasar un filtro banda, el cual posee en su parte superior
una superficie con una membrana de la cual se le sigue extrayendo agua.

Esta agua se reutiliza mezclándola con el agua que pasa por el reactor
biológico, el lodo ya desecado es utilizado como abono o también sirve para
formar parte del suelo ya que evita que se traslade la basura con las
lluvias.






Obtención a través de plantas desalinizadoras


Se puede decir que hay alrededor de más de 13 mil plantas desalinizadoras
en el mundo entero que producen más de 45 mil millones de litros al día.
Habitualmente las plantas desalinizadoras se colocan en
conjunto de centrales eléctricas, las cuales usan el agua del mar para
refrigerar sus condensadores, que tras enfriarlos, el agua viaja
por conductos subterráneos hacia la planta desalinizadora.
 
El agua es tratada en un proceso de varias fases previas a la extracción de
sal, ellas son: 
 
El agua pasa por una rejilla que filtra los desechos más
grandes, luego desde allí pasa a unas cuencas para la fase de
pretratamiento, donde grandes paletas agitan el agua y la planta añade 2
agentes químicos, hipoclorito de sodio (desinfectante) y cloruro de hierro
(coagulante), el último une los desechos y la arena, formando terrones más
grandes que se hunden. 
A continuación se elimina una gran parte de la suciedad del agua, pero aún
le falta mucho para que sea cristalina, el agua ahora pasa a un conjunto de
cuencas para la segunda fase del pre-tratamiento (filtrar la arena).
Dentro de cada filtro un torrente de aire constante hace girar la arena en
círculos, el agua del mar entra por debajo de cada filtro y sale por
arriba, la arena baja en contra del agua que sube y las partículas de
suciedad se adhieren a la arena. 
Esta agua pre tratada parece limpia, pero aun contiene partículas
Microscópicas, por lo cual pasa a una fase final del pre-tratamiento,
usando esta vez un filtro de diatomita (roca en polvo que contiene
fósiles de algas más fina que la arena) la cual filtra las
partículas microscópicas, y ahora el agua ya está limpia, estando así lista
para la extracción de la sal.
La extracción de las masas de sal, se lo logra gracias a unas membranas,
y unos cilindros con capas de láminas de plástico las cuales poseen poros
mil veces más finos que el diámetro de un cabello humano, que atrapan los
cristales de sal. 
Ya en esta fase se bombea el agua bajo una muy alta presión a través de
unos conductos donde cada uno contienen 8 membranas, cuando el agua pasa a
través de todas las membranas y llega al centro del conducto esta no tiene
nada de sal, es en ese momento donde el personal de la planta controla cada
una de las 10 mil membranas del sistema, y a la vez se envían los desechos
previamente eliminados a unas grandes cuencas para otra fase de
tratamiento químico.
Cuando los sólidos se asientan al fondo el agua sucia vuelve al comienzo de
la planta para que la limpien y la reciclen, donde unos rodillos de
presión exprimen el agua que quedan en los sólidos (que se transportarán
luego al vertedero), mientras tanto la sal extraída vuelve a la central
eléctrica donde la diluyen y la devuelven al mar para no afectar el nivel
de salinidad natural del agua. 

Podemos decir que a lo largo del proceso se pierden los minerales
principales del agua, si estos no se sustituyeran habría 2 grandes
problemas, en primer lugar el agua no tendría buen sabor y en segundo,
dañaría los conductos metálicos al intentar reemplazar los minerales que le
faltan, es por esto que la planta añade cal liquida y dióxido de carbono al
agua ambos elementos regulan el nivel de PH y aumentan la alcalinidad, así
recuperan sus minerales y también su sabor natural. 
 
 
 
Innovaciones para la purificación del agua



A continuación se mencionaran algunos artefactos que han sido desarrollados
con la intención de que la potabilización del agua pueda hacerse de una
manera fácil, poco costosa y sobre todo en el domicilio o vivienda del
interesado.
Ellos son:
LifeStraw
Eliodomestico
Watercone
Purificación de agua por plasma





LifeStraw


LifeStraw es un filtro de agua diseñado para el consumo personal, el mismo
tiene el objetivo de ser usado para filtrar agua y garantizar agua segura
para beber.
Este gran invento, filtra un máximo de 1000 litros de agua, lo suficiente
para una persona por un año, además elimina el 99.9999% de las bacterias y
el 99.9% de los parásitos. 
A su vez, el LifeStraw Family, es un producto más grande diseñado para uso
familiar, el cual posee las mismas características que el LifeStraw para el
consumo personal, en referencia a su capacidad para eliminar bacterias y
parásitos.
La única diferencia es que, LifeStraw Family filtra un máximo de 18000
litros de agua, asegurando agua potable para una familia de 5 personas por
hasta 3 años.

El artefacto en cuestión, fue diseñado por la compañía Suiza Vestergaard
Frandsen y fue pensado para personas que viven en países en vías de
desarrollo y a su vez para ser distribuido durante crisis humanitarias. 
Tal fue así, que LifeStraw y LifeStraw Family fueron distribuidos durante
el terremoto de Haití de 2010, las inundaciones en Pakistán de 2010 y
las inundaciones de Tailandia de 2011, en donde la cruz
roja de Kenia otorgó en el distrito de Mutomo filtros a 2750 chicos en edad
escolar y 6750 casas de familia. 



Construcción

El LifeStraw es un tubo plástico de 310 mm de largo y 30mm de diámetro.
El agua que es succionada por el tubo atraviesa unas fibras que filtran las
partículas en el agua mayor a 0.2µm, usando sólo filtración física y no
química. 
Todo el proceso es realizado mediante la succión, similar a usar un
sorbete, y filtra hasta 1000 litros de agua.
 En el proceso se eliminan como mínimo el 99.9% de los parásitos del agua,
incluyendo el giardia y el cryptosporidium.
 
Criticas

Fue reconocido por su eficacia y el método instantáneo para eliminar
bacterias y por la aceptación de los consumidores. 
A su vez, la organización caritativa WaterAid, criticó el LifeStraw por ser
muy caro para el mercado al que apunta, donde a su vez también mencionó la
importancia de resolver el problema del acceso al agua potable en países en
desarrollo, dicha organización espera que se resuelvan pero no son
solucionados por el LifeStraw en sí.
Aunque LifeStraw está disponible a la venta en los países del tercer mundo,
la mayoría son distribuidos como parte de campañas de salud pública o en
respuesta a emergencias otorgadas por organizaciones de forma gratuita en
los países en vías de desarrollo. 



Eliodomestico


Es un horno solar que purifica el agua salada.
Fue desarrollado por el italiano Gabriele Diamanti, un diseñador
comprometido con el cambio social y consciente del valor del diseño para
dar solución a problemas reales de la gente.
Más allá de su utilidad para enriquecer de forma temporal a unos pocos, el
diseño puede (y debe) contribuir al bien común y al desarrollo humano.
Basándose en esta premisa, ha sido creado Eliodomestico, un purificador
solar de agua salada. 



Construcción

 El "Eliodomestico" está elaborado con tres piezas de cerámica y su
mecanismo es muy sencillo, pues su funcionamiento es similar (pero a la
inversa) al de una cafetera que desaliniza el agua. 


Funcionamiento

A medida que el sol va calentando el agua que se vierte, ésta se convierte
en vapor y la presión del mismo empuja el agua por una especie de tubería y
luego se condensa en la parte inferior, para después gotear en donde se
puede "recoger" el agua que ya está purificada. 
Además, este pequeño "horno solar" puede producir hasta cinco litros de
agua fresca al día (necesita 8 horas de sol).
La vasija en la que se sostiene el agua limpia que se produjo tiene el peso
ideal para que se cargue en la cabeza, adaptándose así a la forma
tradicional de transporte en el África Subsahariana y otras poblaciones de
similares características, en donde la disponibilidad de agua es
escasamente limitada.
 
 
 
Watercone


Este invento es el más accesible pero menos eficiente.
Es un dispositivo simple para la desalinización de agua de mar solar (solar
todavía) que está diseñado para la producción masiva barata, el primero de
su tipo.
El Watercone tiene capacidad para desalar desde 1 a 1,5 litros de agua por
día, lo suficiente para que un niño pueda sobrevivir.

Funcionamiento
El mismo consiste en una serie de pasos a seguir.

Paso 1:
Se vierte agua salada en la bandeja. Luego se coloca encima la
tapadera con forma de cono, aquí la base negra se sobrecalienta con
los rayos del sol y hace que el agua se evapore. 
Paso 2:
El agua evaporada se condensa en forma de pequeñas gotas en el
interior del cono. Las gotas resbalan por las paredes internas y se
almacenan en un pliegue en la circunferencia de la base del cono. 
Paso 3:
Desenroscando el tapón y dando la vuelta al cono podemos recoger el
agua pura que ya está lista para el consumo.




Purificación de agua por plasma



Este fue calificado mejor invento 2013

El Plasma Water Sanitation System (PWSS) es un purificador de agua de bajo
consumo desarrollado por el Chilean Advanced Innovation Center -impulsado a
través de su director Alfredo Zolezzi- y el Centro de Innovación de Un
Techo Para Mi País, que es capaz de eliminar gérmenes y bacterias del agua
contaminada, ocupando sólo 100 watts de energía para sanitizar 35 litros de
agua en 5 minutos.

El sistema utiliza una descarga controlada de plasma no térmico de bajo
consumo, logrando un sistema eficiente que si funciona de forma continua,
podría sanitizar más de 10 mil litros de agua al día a un costo de 0,05
centavos de dólar por litro. El sistema costaría unos US$ 200 y su
implementación ya ha causado una baja en el índice de enfermedades
generadas por tomar agua contaminada.

Funcionamiento

Paso 1: Ingreso del agua

Se realiza en una tobera con geometría especial, la cual comprime y
acelera el flujo que posteriormente se expande al interior de la cámara de
reacción, adquiriendo así un estado bifásico (liquido/gas).

Paso 2: Sanitización

En el interior de la cámara, el agua en estado líquido y gaseoso reacciona
por el cambio drástico de presión y por el efecto de una descarga
eléctrica, produciéndose plasma en condición estable, producto de la
ionización del gas. De esta manera se genera los siguientes fenómenos:
radiación UV e IR, ozono, ondas de choque, alta temperatura puntuales,
entre otros.

Paso 3: Muerte de microorganismos


La carga microbiológica es eliminada al pasar por la cámara de reacción
debido a los diversos fenómenos involucrados en el interior de esta.
Conclusión




Luego de haber investigado y recopilado información bibliográfica, hemos
llegado a la conclusión de que este trabajo nos pareció una buena
oportunidad para elegir libremente una innovación tecnológica a elección y
desarrollarlo. Aprendimos muchas cosas técnicas, tecnológicas y sobre todo
nos dimos cuenta de la verdadera realidad crítica en la que estamos con
respecto al agua, realidad que muchas veces no percibimos ya que
permanecemos inmersos en nuestros asuntos. Ésta situación no va a
permanecer siempre igual, en algún tiempo próximo cuando abramos la canilla
y deje de salir agua, ya no vamos a poder volver atrás, ya será muy tarde y
casi irreversible.

Por eso es menester que recapacitemos de la importancia del agua y que en
varios lugares del mundo ya se buscan alternativas para revertir este
proceso. Muchas veces uno se pregunta: ¿qué puedo hacer yo? Si todos los
demás no se preocupan mis esfuerzos no valen la pena; pero luego de
enterarnos de todos los esfuerzos que se llevan a cabo, nos replanteamos:

"Si bien nuestra ayuda puede ser un granito de arena en el mar,
preferimos ser un granito de arena a favor de la solución que un granito de
arena en la problemática".

Por otro lado este trabajo, consideramos, es una buena oportunidad para
seguir aprendiendo a escribir un documento de manera clara, concreta y
correcta, oportunidad que por lo general no se presenta a menudo en las
ingenierías, las cuales se centran en otras disciplinas más que en la
escritura. Y el ingeniero como todo profesional, no sólo debe saber las
incumbencias con su trabajo, sino también (como vimos en esta materia) debe
tener otras competencias, entre la que destacan la comunicación oral y
escrita.

Por medios de las incumbencias del ingeniero Ord.1027 nos sentimos
motivados en la planificación de este trabajo, en cual vimos como un
proyección y planeamiento en vista a futuro para la realización de nuevas
invenciones e Innovaciones.

Esperamos podamos transmitir nuestra experiencia a nuestros compañeros y
lograr en ellos una toma de conciencia durante la clase que preparamos.



-.Desde ya muchas gracias.-

Bibliografía


Paginas:

http://www.botiquin.org/metodos-de-desinfeccion-y-potabilizacion-del-agua/ 

http://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/suelos/residuos_generad
os_por_el_hombre.asp 

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-desinfeccion-
agua.htm#ixzz3Af8XzK00 

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-desinfeccion-
agua.htm#ixzz3AenKA3t5 

http://blog.condorchem.com/historia-antigua-del-tratamiento-del-agua-
potable/ 

http://www.dicyt.com/noticias/tecnologia-preve-potabilizar-agua-de-
inundaciones 

http://www.academia.edu/5113576/AGUA_POTABLEhttp://www.academia.edu/5113576/
AGUA_POTABLE 

 http://www.osmosisinversa.com.mx/proceso.html

http://www.canaleduca.com/documents/10157/19805/Tratamiento+de+desinfecci%C3
%B3n+del+agua+potable

Videos:

https://www.youtube.com/watch?v=n_-_qFMOAAE 

https://www.youtube.com/watch?v=YwnRLELuFr8 

https://www.youtube.com/watch?v=dFNyvY5gRmU

https://www.youtube.com/watch?v=qWbu_b0OMF0&list=PL5702086DF18DEA12