Resumen

En Ingeniería sanitaria,Ingeniería química e Ingeniería ambiental el término tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico, físico-químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales, en el caso de las urbanas, aguas negras. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final.

Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamiento de potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Todas las casas deberían de tener un sistema de tratamiento de aguas, para ayudar con el ahorro y reutilización del vital líquido  ya que el vital líquido es cada vez más escaso y hace falta en algunas comunidades.

Antecedentes

El tratamiento del agua puede atenderse en dos vertientes: para la obtención del agua potable y para la regeneración de aguas servidas. Las civilizaciones más antiguas, al asentarse junto a fuentes de agua, han dejado antecedentes grabados en los que se puede conocer que ya existía el tratamiento para el consumo humano y para la higiene.

Textos en sánscrito describen la purificación del agua a partir de hervirla y filtrarla. En Egipto, por el año 1300 aC, se hace referencia a un sistema de sifones para separar impurezas en suspensión, más adelante los romanos colocan un sistema de sedimentación en sus acueductos previos al suministro público.

En Venecia como en otras ciudades, la captación pluvial se canalizaba a filtros de arena previos al almacenamiento en cisternas o aljibes. Pero es hasta el siglo XVIII que se patentan en Francia e Inglaterra como sistemas de tratamiento, y posteriormente aplicados a gran escala en 1804 en Pailey, Escocia, donde se incluye sedimentación y filtración con arena.

En el nuevo continente son aplicables los tratamientos de agua más tarde que en Europa, debido a que las fuentes de abastecimiento estaban menos contaminadas. Aun así, es en Richmond, Virginia, donde se aplica el primer sistema de tratamiento por filtración lenta, con inconvenientes debido a una alta concentración de sólidos suspendidos en las aguas superficiales tratadas.

La evolución de la medicina detecta que las enfermedades generalmente se contraen por la ingestión de agua contaminada y prevé el control bacteriológico que debe añadirse al tratamiento de las aguas para ser potables, sumando un proceso más al sistema de desinfección para eliminar los organismos patógenos. Toca a Bélgica ser la primera ciudad que integra este proceso al tratamiento empleando hipoclorito.

En América se inicia la producción masiva de cloro líquido hasta 1909 y se emplea para el tratamiento del agua en Filadelfia en 1913, probando otros métodos alternativos como el ozono y las radiaciones ultravioleta, que no se popularizaron por ser más costosos pero que hoy en día se han vuelto más competitivos y aplicables.

En México las filtraciones han sido de uso corriente desde el siglo XVII, empleando la decantación, con posterior filtrado de arena y grava, cuando la fuente es por manantiales o ríos, pero cuando es por lagunas o jagüeyes, se realiza una filtración mediante plantas acuáticas, carbón o también con filtros de acción gravitacional. Finalmente, si es para ingestión, hervir el agua ha sido y será el mejor método potabilizador.

Los sistemas de ablandamiento fueron introducidos en el siglo XIX, sobre todo para procesos industriales que requerían de aguas con menor contenido de sólidos disueltos y compuestos orgánicos difíciles de separar por métodos simples de filtración. Actualmente se aplican técnicas de ablandamiento muy eficaces como membranas sintéticas por nanofiltración, microfiltración, ultrafiltración y ósmosis inversa.

La sobreexplotación de las fuentes de abastecimiento convencionales, ríos, lagos, ríos subterráneos y mantos freáticos, ha ocasionado el empleo de otras fuentes alternativas: mares y residuales.

Las aguas salobres o marítimas contienen grandes concentraciones de sales disueltas con alto grado de dificultad para su separación, ello hace necesaria la aplicación de procesos como la destilación, la electrólisis y la ósmosis inversa, para poder aprovechar esta agua.

Reuso de aguas

Las aguas servidas o residuales requieren, dependiendo de la calidad y de su origen, de tratamientos específicos para su reutilización, que viene a ser necesaria en la actualidad.

En las diferentes culturas, tanto orientales como occidentales, se empleaba el agua de las fuentes aledañas al asentamiento humano y de diversas formas se reingresaba a la misma fuente, dejando a la naturaleza a cargo de la depuración del líquido. Mientras la población no era excesiva, el agua se diluía sin mayor problema y los pobladores de aguas abajo podían usarla con mínimo riesgo. La gravedad estriba en la alta densidad de poblaciones que devuelven aguas altamente contaminadas y la naturaleza no tiene capacidad para depurarlas: los ríos se convierten en canales de desagüe con aguas contaminadas con los consecuentes problemas de salud.

Los drenajes tienen antecedentes en los romanos, cuyas canalizaciones aprovechaban las pendientes naturales para desalojar las aguas pluviales de los edificios y calles fuera de la población. Los deshechos humanos eran directamente vertidos a esas calles o en acequias en la periferia y sólo las lluvias las transportaban fuera de la ciudad a los ríos o al mar. Así hasta el siglo XIX, que Edwin Chadwick en Europa, advierte el error de contaminar los ríos con las aguas negras, dictaminando que las aguas de lluvia deben ir al río pero las aguas negras al suelo. Hamburgo se convierte en la primera ciudad que construye un drenaje moderno con la separación de los dos tipos de aguas en 1840, y a la fecha no ha tenido modificaciones esenciales.

En la América precolombina las ciudades se construían con drenajes pluviales paralelos a sus calzadas principales, los mismos edificios principales se diseñan con canalones ocultos. Ya con la época hispana, se construye a la manera europea con todas sus deficiencias y malas costumbres de higiene, perdiendo el equilibrio logrado antes de la llegada de los españoles.

Hacia el siglo XVIII el uso de letrinas junto a las acequias se adoptó como un método higiénico en la capital de la Nueva España; éstas tenían que limpiarse diariamente y los residuos se llevaban a un tiradero, que en tiempos de sequía era un foco de infección y olores, por lo que se determinó suprimirlas; sin embargo, ante la necesidad de realizar sus necesidades fisiológicas los pobladores recurrieron directamente a las acequias, con lo que éstas se convirtieron en el primer drenaje a cielo abierto de la ciudad.

Inicialmente se retomaron los drenajes prehispánicos principales a la llegada en siglo XVI, y fue la ciudad de México una de las pocas que en aquel entonces contaban con drenaje subterráneo, pero debido a la poca pendiente y los residuos que ahí se arrojaban, quedaba obstruida continuamente. En 1792, un edicto que obligaba a tener letrinas en el interior de los edificios con su conexión al drenaje causó mayores obturaciones al desagüe y las históricas inundaciones y epidemias en varios periodos.1

Si consideramos lo anterior deberíamos presuponer que debieron haberse tomado medidas profundas para detener la contaminación del agua, sobre todo por las muertes a causa de enfermedades que esto ha originado, pero en el momento preciso nada se realizó para eliminar el problema de raíz, ya que sólo se aplicaron paliativos a la causa.

Hasta el año 1956 se construye la primera planta tratadora de aguas residuales en la ciudad de México emplazada cerca de Chapultepec; en 1958 en la Ciudad Deportiva de la Delegación Iztacalco; en 1959 en Xochimilco; en 1964 en San Juan de Aragón de la Delegación Gustavo A. Madero; en 1971 en el Cerro de la Estrella en Iztapalapa y en 1973 en Bosques de las Lomas de la Delegación Miguel Hidalgo.

Actualmente se han puesto en marcha más plantas de tratamiento en el Distrito Federal debido a la creciente demanda por el aumento de la población, y hasta 2005 se contaba con 25 plantas de tratamiento.

Objetivo

Entender la importancia del ahorro del agua y conocer los métodos químicos que existen para tratar aguas de residuos domésticos en el hogar, de manera permanente. Por medio de un sistema de drenaje diferente, útil y eficaz.

Justificación

Se eligió este tema con la finalidad de conocer la importancia que tiene en nuestra vida diaria el agua potable…incluso cuando ya se usó, se le puede dar un segundo uso por medio de procesos químicos llamados tratamiento de aguas, muchos pensarán que es difícil, pero aprenderemos que si una casa se hace desde un inicio con este sistema, se ahorrarán miles de litros de agua.

Hipótesis

Si aprendemos la importancia de que una casa  tenga un sistema de tratamiento de aguas integrado desde sus cimientos, entonces podemos tener un sistema que nos ayude a recuperar agua eliminada para poder ahorrar este líquido vital.

Método (materiales y procedimiento)

MÉTODO

EQUIPO:

• Tanque recolector
• Tanque de tratamiento
• Filtro
• Equipo de ósmosis
• Tanque almacenador de agua reciclada
• Floculante
• Carbón activado
• Arena sílice
• Empaque filtrante (algodón y papel filtro)

La metodología de este proyecto es promover un sistema de tratamiento de aguas grises en los futuros hogares, esto funciona de la siguiente manera:

En nuestros hogares empleamos miles de litros de agua al año en la ducha, en el lavado de la ropa, del auto, trastes, entre otras actividades.

El sistema es algo simple, necesitamos implementar un sistema de filtración para la eliminación de polvo, grasas, jabones y/o espumas, a través de estos filtros (papel filtro, algodón, arena sílice y carbón activado) podemos recuperar la calidad del agua y así poder reutilizarla.

1.- Captación de aguas grises (lavabo, lavadora, ducha, tarja) esta captación se logra mediante un sistema de drenaje específico para estas áreas que son destinadas al tanque 1 de tratamiento.

2.- Después del tanque 1 de tratamiento el agua va pasando mediante gravedad y a través de un tubo filtro (papel filtro, algodón, arena sílice y carbón activado) al tanque 2 de tratamiento, en donde se aplica un floculante para separar partículas grandes que están mezcladas en el agua, de aquí pasa por un segundo tubo filtro al tanque 3.

3.- Del tanque 3 pasa a través de un tercer tubo filtro, en este punto el agua sale limpia y es enviada al tanque de agua reciclada del cual se enviará a WC, válvula de salida en patio para riego y lavado de pisos y autos.

*El equipo de ósmosis inversa se emplea para purificar el agua y eliminar la mayor cantidad de contaminantes y sales presentes en el agua, esto se usa después del tanque 3 y se usa solo si quisiéramos eficientar el agua al grado de poder reusarla para ducha y lavado de ropa. Es opcional por el costo del equipo y el mantenimiento del mismo.

Galería Método

Resultados

Al realizar este proceso en casa nos dimos cuenta que es factible el tratamiento del agua y el reuso de la misma dentro del hogar.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Es factible el desarrollo de nuevas casas y/o desarrollos habitacionales con este tipo de sistema con lo cual podemos lograr el ahorro de miles de millones de litros de agua que consumimos al año en todo el mundo, una medida como esta también ayudará a disminuir el efecto del cambio climático en nuestro planeta.

Bibliografía

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS. EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS. INGENIERÍA CONSTRUCTIVA. Autor: Pedro M. González Olabarría. AÑO 2013 (1ª Edición).

PROCESOS FISICOQUÍMICOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS: TEORÍA, PRÁCTICA Y PROBLEMAS RESUELTOS. Autor: Rafael Marín Galvín. AÑO 2012 (1ª Edición)

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography