1. Riesgos asociados a la
dinámica de la hidrosfera
1.1. Las inundaciones
1.2. Las sequías
2. Impactos sobre los recursos
hídricos
2.1 Grandes obras públicas
A. Presas
B. Rectificado y Canalización de los
ríos
C. Trasvases
2.2. La contaminación del agua
A. Origen de los contaminantes de las aguas
continentales
B. Origen de los Contaminantes de las aguas
Oceánicas
c. Tipos de Contaminantes.
2.3. Efectos de la contaminación del agua
A. Contaminación
de los ríos. Autodepuración
B. Contaminación de los lagos
C. Contaminación de las aguas subterráneas
D. Efectos de la contaminación de las
aguas continentales
E. Contaminación de los mares y océanos
3. El tratamiento del agua.
3.1. La calidad del agua.
3.2. El ciclo urbano del agua
A.
Captación
B.
Potabilización
C.
Depuración
1. RIESGOS ASOCIADOS CON LA DINÁMICA DE LA HIDROSFERA
1.1. Las avenidas o
inundaciones
Los principales fenómenos que las
desencadenan son los huracanes, lluvias torrenciales, la rápida fusión de la
nieve por el aumento de la temperatura, o por la actividad volcánica, los
obstáculos en la desembocadura de los ríos, o la obstrucción del cauce por
avalanchas o deslizamientos y las roturas de presas. Estos fenómenos provocan
un aumento del caudal de los ríos que llegan a desbordarse y originan las
inundaciones.
La superficie inundada puede ser
a veces muy extensa y se producen daños incalculables, como son:
-
Muerte directa de personas y animales.
-
Destrucción de cosechas y bienes personales.
-
Destrucción de construcciones, puentes,
carreteras,...
-
Aparición de brechas, fracturas en diques y
embalses con riesgo de rotura.
-
Gran erosión del terreno.
-
Riesgo de epidemias: hepatitis, tifus,...
Cuando el caudal de un río
aumenta y se desborda, el agua inunda las zonas adyacentes, pero este
desbordamiento es controlado ya que el suelo absorbe mucho agua impidiendo inundaciones
catastróficas. Pero el hombre construye
cauces artificiales con edificios hasta el borde del cauce, impermeabiliza el
suelo con hormigón o asfalto y cuando hay una crecida se produce una gran
inundación porque el agua no es absorbida por el suelo y discurre a gran
velocidad destruyendo los edificios cercanos. Así mismo, al deforestar se
impide la retención de agua que por escorrentía desembocan en los ríos
agravando las inundaciones.
Las inundaciones son la segunda
causa de muerte después de los seísmos. Constituyen el mayor riesgo en nuestro
país. En España son frecuentes las inundaciones en las ramblas mediterráneas.
1.1.1. PLANIFICACIÓN DE LOS
RIESGOS POR INUNDACIÓN
Medidas de prevención y correctoras
Medidas estructurales:
-
Impedir el desbordamiento mediante la
construcción de canales y diques de contención, pero en fuertes crecidas pueden
romperse provocando graves catástrofes.
-
Aumentar la capacidad del cauce mediante su
ensanchamiento, suprimiendo estrechamientos o estabilizando los márgenes.
-
Medidas de laminación hidráulica que regulan las
crecidas de los ríos reteniendo el agua para después soltarla de forma
controlada. Se llevan a cabo mediante la construcción de embalses que además de
retener el agua pueden servir para la producción de energía hidroeléctrica o
para actividades recreativas.
-
También se realizan desvíos de cauces muy
utilizados en los tramos fluviales que atraviesan ciudades (Turia a su paso
por Valencia).
-
La reforestación y conservación del suelo es la
medida más eficaz, ya que los vegetales retienen el agua porque la absorben por
las raíces, disminuyendo la escorrentía y formación de agua de arroyada y
torrentes y evitando la erosión del suelo y, por tanto, la acumulación de
sedimentos en los cauces que provocan un incremento del riesgo por
inundaciones.
Medidas no estructurales:
-
Elaboración de mapas de riesgos y la ordenación
del territorio limitando o prohibiendo determinados usos en las zonas propensas
a inundaciones. Esta ordenación del territorio es esencial ya que las terrazas
fluviales son zonas muy fértiles y se utilizan para el cultivo.
Así la
legislación española establece tres
zonas de ocupación en las terrazas fluviales para prevenir el riesgo de
inundaciones:
Zona A: de
prohibición total para cualquier tipo de uso que comprende el cauce y una
franja de 5 m .
desde los márgenes del río.
Zona B: de
restricción I con una probabilidad de inundación de 1/100 (1 avenida cada 100
años), con una anchura de 100
m . Se permiten los usos agrícolas y las construcciones están
limitadas (nº de pisos, estructura,...)
Zona C: de
restricción II con una probabilidad de que ocurran las inundaciones de 1/500,
en la que existen algunas normas de restricción, aunque la limitación es menor
que el caso anterior.
-
Protección Civil establece sistemas de alarma
que consisten en tener varias pautas de observación en el cauce donde se
instalan pluviómetros o estaciones para estudiar las variaciones del caudal.
-
Medidas de emergencia de Protección Civil:
evacuación, medidas de autoprotección, etc.
Medidas de predicción: Se
basan en las predicciones meteorológicas. Actualmente es posible prever la
formación de grandes tormentas que pueden originar inundaciones.
1.2. LAS SEQUÍAS
Las sequías son frecuentes
durante las estaciones secas en zonas sonde la disponibilidad del agua no es
abundante.
Se entiende por sequía la
escasez de agua de manera temporal en una zona donde suele haber agua
disponible. Sin embargo, la aridez es la escasez de agua de manera
permanente en una determinada zona. En estas zonas áridas, los seres vivos se
encuentran en el límite en cuanto a la disponibilidad de agua, además en estas
zonas cualquier cambio que pueda hacer disminuir la cantidad de agua corre el
riesgo de convertirse en desiertos.
Para prevenir y paliar los
efectos de las sequías es necesario que exista una buena gestión de los
recursos hídricos y que se promuevan medidas de ahorro de agua.
Entre las principales medidas se
encuentran: la instalación de depósitos, embalses, trasvases y la explotación
de los acuíferos
España es un país afectado por
las sequías ya que en los meses de verano, las lluvias son escasas,
especialmente en el sur de la Península y la costa
mediterránea. La escasez de precipitaciones y la fuerte demande de agua,
así como la mala gestión, influyen en el agotamiento de las reservas de agua.
2. IMPACTOS SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS
Las construcciones destinadas a
la utilización del agua para las distintas actividades humanas provocan una
serie de impactos sobre la hidrosfera y el medio ambiente en general. Los
principales impactos son: las grandes obras públicas y la contaminación.
2.1 GRANDES OBRAS PÚBLICAS
La construcción de grandes
estructuras (presas y canales) implica una alteración de los procesos naturales
de erosión y sedimentación, provocando una serie de impactos.
A. Presas
Los materiales que transportan
los ríos quedan retenidos en las presas donde se acumulan. Este proceso se
denomina aterramiento. Las aguas que parten de las presas transportan menor
cantidad de materiales, por lo que existe un aporte menor de sedimentos y como
consecuencia el retroceso de los deltas.
Las presas provocan también la eutrofización
de las aguas y variaciones en el nivel
freático del agua subterránea. Muchas veces las presas se colmatan de sedimentos, lo que
dificulta su funcionalidad.
B. Rectificado y canalización de los ríos.
-
El rectificado
de meandros, aumenta la pendiente, aumentando la velocidad del agua y su
poder erosivo, lo que provoca a su vez cambios en el ecosistema fluvial y un
ensanchamiento del cauce, con la consiguiente destrucción de los ecosistemas de
ribera.
-
La canalización
también produce cambios, reduciendo la biodiversidad y degradando estéticamente
el río y la infiltración de agua.
C. Trasvases
La transferencia de agua entre cuencas
hidrográficas produce los siguientes impactos:
-
Alteraciones
de los caudales entre ambas cuencas, que pueden producir alteraciones en
los ecosistemas respectivos.
-
Dispersión
de especies de la cuenca donante
hacia la cuenca receptora, pudiéndose producir en ésta cambios en su
biocenosis.
-
Conflictos
sociales entre las regiones implicadas en el trasvase.
-
Menor
aporte de sedimentos en la desembocadura del río provocando variaciones en
los ecosistemas costeros, así como una regresión de los deltas.
2.2. LA
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
La contaminación del agua se produce cuando se le añaden sustancias o
se le aplican cambios físicos que alteran sus características y, por tanto, su
calidad.
A. Origen de los contaminantes de las aguas continentales
La contaminación en función de su
origen puede ser:
-
Natural:
presencia de sustancias en el agua sin que intervenga la acción del hombre,
como polen, esporas, hojas, excrementos de animales. Estos residuos son
normalmente eliminados por la capacidad autodepuradora del agua.
-
Antrópica:
cuando es causada por las actividades del hombre. La contaminación antrópica
puede ser según el origen: contaminación urbana, agrícola, ganadera, industrial
y minera. Estos contaminantes no pueden ser eliminados por el ciclo de autodepuración
del agua ya que su elevada concentración o su naturaleza no lo permiten,
entonces se acumulan y se trasladan a los distintos compartimentos de la
hidrosfera y también al suelo y a la biosfera.
·
La contaminación urbana: Pueden ser:
Aguas domésticas: como las aguas de
cocina (sales, materias grasas, sólidos en suspensión,…) o las aguas blancas de baño (jabones, detergentes,
cosméticos,…)
Aguas negras procedentes de la
defecación del ser humano contienen gran cantidad de microorganismos tanto
aerobios como anaerobios.
Aguas de limpieza y riego: contaminadas
por las sustancia de limpieza y de materiales como abonos de parques y
jardines. Estas aguas residuales, en ocasiones son vertidas directamente a los
ríos o al mar sin pasar por un proceso de limpieza.
·
La contaminación agrícola: los pesticidas,
plaguicidas y los abonos son arrastrados
por el agua de riego o lluvia y contamina las aguas subterráneas o ríos.
- Los
pesticidas y plaguicidas contienen
sustancias tóxicas que pueden transmitirse a lo largo de la cadena trófica
produciendo “bioacumulación” que es un fenómeno que se produce cuando
determinados contaminantes se incorporan a la cadena trófica. Su concentración
aumenta a medida que asciende el nivel en la cadena trófica, ya que los
depredadores consumen gran número de presas contaminadas.
- Los
abonos contienen entre otras
sustancias, nitrógeno y fósforo que contribuyen al proceso de eutrofización de las aguas.
·
La contaminación ganadera: los purines son los excrementos del ganado.
Muchas veces son vertidos directamente al agua o se utilizan para abonar los
campos de cultivo, contaminando las aguas superficiales y subterráneas. Los
purines provocan proliferación de microorganismos,
muchos de ellos patógenos y eutrofización
de las aguas.
·
La contaminación industrial y minera: la
contaminación industrial y minera aporta al agua gran variedad de contaminantes
como: materia orgánica, metales pesados, incremento del pH, incremento de Tª,
radiactividad.
La composición
de estas aguas residuales es muy diversa y depende de la industria que las
genera. Entre las industrias más contaminantes están las petroquímicas,
energéticas, textiles, papeleras, siderúrgicas, alimenticias y mineras.
La utilización
industrial del agua como refrigerante
produce contaminación. El agua es devuelta al río a una temperatura más
elevada, lo que hace disminuir la concentración de oxígeno disuelto, esto
provoca la muerte de un gran número de peces. Además la temperatura elevada del
agua dificulta la vida de muchas especies.
Las actividades nucleares generan residuos
de baja y alta actividad cuyo almacenamiento subterráneo se ha de hacer con la
mayor seguridad con el fin de evitar filtraciones en las aguas subterráneas. El
uso del agua en los sistemas de refrigeración de las centrales nucleares puede
producir contaminación térmica.
El origen de la contaminación de
las aguas superficiales y subterráneas es prácticamente el mismo. Sin embargo,
la contaminación de las aguas subterráneas es más grave porque:
-
La detección de la contaminación en las aguas
superficiales se percibe inmediatamente.
-
Las autodepuración de las aguas superficiales es
rápida, ya que se renuevan con rapidez,
que una vez que se anula el foco de contaminante, en poco tiempo se
vuelve a la normalidad. Además la depuración artificial es relativamente fácil.
En los acuíferos la autodepuración es lenta y la depuración artificial es
sumamente difícil y costosa.
B. Origen de los Contaminantes de las aguas Oceánicas
Los mares poseen una gran
capacidad autodepuradota, sin embargo, el vertido de enormes cantidades de
contaminantes está provocando el aumento de su concentración. Los contaminantes
proceden de las siguientes fuentes:
-
Las aguas continentales contaminadas urbanas o
industriales que descargan en el mar.
-
Los contaminantes de la atmósfera, que retornan
a la superficie terrestre.
-
Los vertidos de petróleo procedentes de las
operaciones de extracción en las plataformas petrolíferas, el trasvase,
descarga y la limpieza de los barcos petroleros. Suponen un vertido de cerca de
tres millones de toneladas de petróleo y dan origen a las denominadas mareas negras.
Muchos de los contaminantes se
concentran en la zona costera afectando a la plataforma litoral que es la zona
donde mayor actividad biológica existe. Esto ocasiona una pérdida de
biodiversidad y de recursos biológicos.
C. Tipos de contaminantes
Según su naturaleza se distinguen
tres tipos de contaminantes: físicos, químicos y biológicos.
-
Contaminación
física: es la producida por los diversos agentes físicos como la temperatura,
el calor, la turbidez y la radioactividad.
·
Temperatura.
La contaminación térmica es producida por la utilización del agua de la
industria como refrigerante, o en los embalses, el agua de las turbinas vertida
al río posee una temperatura superior. Los efectos que producen estas
variaciones de temperatura son:
o
El aumento de la temperatura reduce la cantidad
de oxígeno disuelto.
o
Una variación en el ciclo vital de muchos
organismos, originando la desaparición de especies adaptadas a unos límites
estrechos de temperatura.
o
Aumento de la velocidad de las reacciones
químicas, reduciendo la capacidad autodepuradora del agua y elevando la
toxicidad de algunas sustancias.
·
Sólidos
en suspensión. Son partículas inorgánicas como limos, arenas, lodos, etc. o
partículas orgánicas como restos de animales y vegetales que producen turbidez en las aguas que afecta de
manera negativa a la fotosíntesis, ya que disminuye la transparencia de las
aguas y con ello la entrada de la luz provocando alteraciones en las cadenas tróficas
y dificultad en la movilidad y respiración de organismos acuáticos.
·
Partículas
radiactivas. Emitidas por los residuos radiactivos generados en las
centrales nucleares o en los hospitales, centros de investigación, etc. que
producen contaminación radiactiva. Cuando afecta a las células somáticas causa
la muerte o lesiones graves como el cáncer y si es en las células germinales,
mutaciones en la descendencia.
-
Contaminación
química: es la originada por sustancias químicas muy diversas: sólidas,
líquidas o gaseosas, que se presentan disueltas o en suspensión. Proceden
principalmente de las actividades industriales, aunque ciertas sustancias como
nutrientes orgánicos, detergentes y pesticidas también tienen un origen
doméstico y agrícola. Los contaminantes químicos pueden ser:
·
Inorgánicos:
como los ácidos, álcalis y distintas sales como los nitratos y los fosfatos.
Como anión más tóxico destaca el cianuro, y como metales muy tóxicos el Hg, Cd,
Cr, Pb… y menos tóxicos el Al o el Fe. Algunas de estas sustancias son
biodegradables (nitratos y fosfatos), pero otras, como los metales pesados (Hg,
Pb,…) no lo son. Por biodegradables se
entienden toda sustancia que puede ser descompuesta por organismos diversos,
especialmente bacterias aerobias.
Los efectos que producen estas sustancias
son las variaciones en el pH y en la salinidad y la bioacumulación. Normalmente la mayoría de los metales son tóxicos
(Hg, Pb) y causan efectos desastrosos en las comunidades. En cuanto a las
sales, los nitratos y fosfatos producen la eutrofización de las aguas.
·
Orgánicos:
tales como proteínas, hidratos de carbono, aceites, grasas, ceras, alquitranes,
detergentes, que son biodegradables y pesticidas y otros compuestos de síntesis
química, que son poco o nada biodegradables que proceden de las aguas
residuales domésticas e industriales y de las actividades agrícolas.
Los efectos que estas sustancias producen
en las aguas son una disminución del oxígeno disuelto, al ser consumido por las
bacterias en la descomposición aerobia, y la formación de sustancias
indeseables por fermentación anaerobia, tales como ácidos orgánicos o gases
(sulfuro de hidrógeno, metano, amoniaco, etc.) que causan malos olores. Merece
especial atención la contaminación producida por detergentes y pesticidas. Los
detergentes producen espumas dificultando el intercambio de gases y reduciendo
los procesos biológicos. Además contienen polifosfatos que producen eutrofización de las aguas. Los pesticidas son en muchos casos tóxicos
y cuando se trata de compuestos poco degradables se van acumulando a lo largo
de la cadena trófica.
-
Contaminación
biológica: se debe a la presencia de los diferentes tipos de organismos:
virus, cianobacterias, algas, protozoos, hongos, presentes en las aguas
residuales y de la materia orgánica en suspensión procedente de los seres
vivos. Cuando existe materia orgánica en grandes cantidades, las aguas son un
auténtico caldo de cultivo, lo que provoca la proliferación de organismos y,
por tanto, una pérdida de calidad del agua. La contaminación por
microorganismos patógenos resulta muy peligrosa pues convierte el agua en un
vehículo de transmisión de múltiples enfermedades como el cólera, disentería,
etc.
2.3. Efectos de la contaminación del agua
A. Contaminación de los ríos. Autodepuración.
Aunque los ríos tienen una
importante capacidad de autodepuración, no pueden asumir esta elevada cantidad
de contaminantes. Las consecuencias de esta contaminación son:
-
Restricciones de los usos del agua.
-
Alteraciones de la flora y la fauna acuática,
con disminución de la biodiversidad.
-
Aspecto y olor desagradable.
La contaminación fluvial no es
algo irreversible debido a la capacidad de autodepuración
de los ríos que es un proceso que hace que aguas abajo del punto en donde se ha
producido un vertido y pasado un tiempo en el mismo punto del vertido, el agua
vuelva a tener las mismas características que poseía antes del vertido. Se
suelen distinguir varias fases.
1. Los
restos de los seres vivos, vegetales y animales, sirven de alimento a algunos
animales o bien se descomponen por la acción de las bacterias y hongos. Este
proceso se denomina biodegradación
(oxidación por los microorganismos). Los productos que se obtienen por la
acción de las bacterias y hongos descomponedores son utilizados por las plantas
como nutrientes. Además el movimiento de las aguas facilita la entrada en el
agua del oxígeno de la atmósfera. Este movimiento también dificulta la
acumulación de materia orgánica.
2. Las
sustancias solubles, se van diluyendo.
3. Cuando
la velocidad de las aguas disminuye, los limos y los fangos (materiales en
suspensión), sedimentan en el fondo, mientras que las partículas que flotan se
depositan en los márgenes.
En un ecosistema bien conservado
existe un equilibrio entre las sustancias que lo contaminan y la capacidad de
limpieza que posee.
B. Contaminación de los lagos.
Los lagos debido a la casi
inmovilidad del agua tienen una capacidad de autodepuración menor que los ríos
convirtiéndose en algunos casos en almacenes de residuos. Además pueden sufrir
el proceso de eutrofización por un
exceso de nutrientes provocando la degradación del ecosistema con cambios
drásticos en la fauna y en la flora.
C. Contaminación de las
aguas subterráneas
Las aguas subterráneas tienen
actualmente tres problemas: la contaminación, la sobreexplotación y la
salinización.
-
La contaminación
de las aguas subterráneas puede ser puntual
con un foco localizado que afecta a una zona muy concreta o difusa que afecta a una zona más amplia
como es el caso de los fertilizantes en agricultura.
El origen de
los contaminantes subterráneos son: residuos sólidos urbanos, procedentes del
lixiviado e infiltración del agua de lluvia, actividades agrícolas, que aportan
restos de fertilizantes y de
plaguicidas, ganadería, actividades industriales que pueden verter
líquidos, actividades mineras, el agua procedente del tratamiento del mineral
suele contener metales pesados tóxicos (Pb, Cu,…)
-
La sobreexplotación
de los acuíferos ocurre se extrae agua en cantidad superior a su velocidad de
recarga provocando un descenso del nivel freático. En los acuíferos costeros,
se produce el fenómeno de la intrusión
salina, según la cual, el agua salada debido a su mayor densidad invade el
espacio del acuífero y origina un desplazamiento del agua dulce del acuífero
por el agua salada, produciéndose una salinización
del agua subterráneo.
La
concentración de sales inutiliza el uso de esta agua para uso doméstico y para
la agricultura. En España es frecuente en las Islas (Baleares y Canarias) y el
litoral mediterráneo (Huelva, Cádiz) y se debe a la demanda de agua para uso
doméstico ya que son zonas turísticas, usos agrícolas y la demanda industrial.
Otro de los
problemas generados por la sobreexplotación de los acuíferos es la compresión
de los suelos, que provoca el hundimiento del terreno (subsidencia
D. Efectos de la contaminación de las aguas continentales
La contaminación de estas aguas causan problemas, los podemos resumir:
-
Pérdida de calidad de las aguas, que puede
suponer un riesgo para la salud humana.
-
Alteraciones en la estabilidad de los
ecosistemas acuáticos: la biocenesis de los ecosistemas se ve seriamente
afectada.
-
Reducción de la capacidad recreativa y del valor
estético del medio.
-
El fenómeno de la EUTROFIZACIÓN :
se produce principalmente en lagos y embalses, aunque también se da en los ríos
de régimen lento e incluso en algunas aguas litorales (zonas portuarias). Es
debido a un exceso de nutrientes (de ahí el nombre de eutrofización del griego
eutros = alimentación), en concreto de fósforo y nitrógeno, especialmente el
primero por su carácter limitante para los vegetales. La eutrofización de los
lagos es un hecho natural. Sin embargo, afecta últimamente a muchos embalses y
lagos debido a la denominada eutrofización
cultural o por fertilización; o sea la provocada por el abuso de
fertilizantes (nitratos y fosfatos) cuyos excedentes son arrastrados por la
lluvia, y el excesivo consumo de detergentes con fosfatos, vertidos por las
aguas residuales a los cauces.
En este
proceso podemos diferenciar tres etapas:
·
Proliferación
del fitoplancton: el exceso de nitratos y fosfatos favorece un rápido y
excesivo crecimiento de las algas y plantas acuáticas. El agua adquiriendo una
coloración verdosa, amarillenta o pardusca, que impide que la luz solar alcance
mayor profundidad.
·
Degradación
aerobia de la materia orgánica: la disminución de la luz provoca la muerte
de los organismos fotosintéticos y la consiguiente acumulación de materia
orgánica en los fondos, esta materia es descompuesta por las bacterias aerobias
que consumen grandes cantidades de oxígeno, dándose situaciones de anoxia. Al
escasear el oxígeno empiezan a morir las poblaciones animales.
·
Degradación
anaerobia de la materia orgánica: se desarrollan las bacterias anaerobias
que fermentan la materia orgánica presente y desprenden sustancias como H2S,
NH3, CH4 que proporcionan mal olor y sabor a las aguas.
Así aparecen las aguas eutrofizadas: estancadas, coloreadas y con malos olores.
Para evitar la
eutrofización hay que tomar medidas, entre ellas:
·
Reducir el aporte de nutrientes en especial
fósforo, usando detergentes sin fosfatos y moderando la utilización de
fertilizantes.
·
Depurar las aguas residuales de origen doméstico
e industrial.
E. Contaminación de los mares y océanos
Aunque los mares poseen una gran
capacidad autodepuradora, las sustancias tóxicas que se vierten a ellos no
tienen a donde ir, este es su último sumidero, con lo cual va aumentando su
concentración. A veces sus efectos se manifiestan de manera inmediata, como
sucede con los productos petrolíferos, pero en otras es más a largo plazo, como
ocurre con productos químicos que son acumulativos a lo largo de la cadena
trófica.
Entre los contaminantes merece
una especial atención los hidrocarburos ya que la magnitud del impacto
ambiental de los vertidos de petróleos es enorme.
Efectos de las mareas negras sobre los seres vivos son:
- Disminución en el desarrollo
del fitoplancton, lo que afecta a las cadenas tróficas, ya que la mancha de
petróleo impide la penetración de la luz, y en consecuencia se inhibe la
fotosíntesis.
- Dificulta el intercambio de
gases entre la atmósfera y el mar, con lo cual el oxígeno disuelto procedente
de la fotosíntesis o de la atmósfera disminuye causando la muerte de un gran
número de organismos.
- Por otra parte, numerosas aves
marinas, peces, etc. quedan intoxicados o mueren por hundimiento, al perder
flotabilidad, por la ingestión de petróleo que obstruye los conductos
digestivos, o al no poder desplazarse por estar impregnados.
Estos efectos no son siempre de
la misma magnitud, varían en función de diversos factores, como el tipo de
petróleo (crudo o refinado…), la temperatura de las aguas, la cantidad del
vertido, la distancia a la costa y la dirección del viento y las corrientes. En
todo caso el tiempo que permanece el petróleo en las aguas dependerá
fundamentalmente de la cantidad de volátiles; cuanto mayor sea su concentración
más rápida será la evaporación, aunque en la eliminación natural del petróleo
intervienen otros procesos.
La limpieza del agua se realiza
de forma natural y de forma artificial.
-
La limpieza
natural: el petróleo sufre una serie de procesos físicos, químicos y
biológicos que permiten su eliminación. Los volátiles se evaporan y en la
atmósfera se oxidan formando agua y CO2, pequeñas partículas de petróleo pueden
pasar a la atmósfera como aerosol marino. El petróleo que permanece en la
superficie sufre una fotooxidación,
se disuelve, o se emulsiona, mientras que los productos más densos o pesados
(aceites y alquitrán) se depositan en los fondos marinos donde se desplazan
hacia zonas más profundas originando depósitos geoquímicos. Puede suceder no
obstante que parte del petróleo retorne a la superficie por depósito de las
partículas de aerosol o bien desde las profundidades debido a los movimientos
del fondo del mar.
-
La eliminación
artificial de las mareas se realiza mediante diversos procedimientos (ver
cuadro)
Con
el fin de atenuar el impacto hay que actuar siempre con la mayor rapidez
posible, y en cuanto al procedimiento a seguir, el más efectivo es la
degradación mediante la inoculación de bacterias consumidoras de petróleo junto
a un sustrato inerte (biorremediación).
3. El
tratamiento del agua
3.1. La calidad del agua
La calidad del agua se define
según la Directiva Marcola UE
como aquellas condiciones que deben darse en el agua para que se mantenga un
ecosistema equilibrado.
Para medir la calidad del agua se
utilizan una serie de parámetros físicos, químicos y biológicos que indican las
características del agua y que la hacen apropiada o no para el uso (bebida,
riego, baño,…) al que se va a destinar. Estos parámetros son:
-
Parámetros
físicos: son los parámetros que pueden detectarse con los sentidos o
parámetros organolépticos, como:
·
La
transparencia o la turbidez: que indica la presencia de partículas sólidas
en suspensión o microorganismos.
·
El color,
olor o sabor: un agua coloreada y con mal olor y sabor indica la presencia
de elementos extraños como materia orgánica.
·
La conductividad
eléctrica: que depende de la cantidad de sales disueltas. Varía con la
temperatura, por lo cual se expresa en relación a ella. Lo más común es su
cálculo para Ta de 25º C.
·
La temperatura:
nos indica la contaminación térmica. Así una temperatura elevada indica una
aceleración de la putrefacción y una disminución de la cantidad de oxígeno
disuelto y por tanto una alteración de la actividad biológica.
·
La radioactividad:
indica contaminación radiactiva.
-
Parámetros
químicos: son los más útiles para determinar la calidad del agua. Entre
ellos destacan:
·
El pH:
que indica la acidez o basicidad y que está en función de los iones H+
presentes. Las reacciones químicas y biológicas dependen del pH. La actividad
biológica normal en el agua se desarrolla a unos valores de pH entre 6 y 8,5.
·
La dureza:
se expresa en concentración de CaCO3, se debe a la presencia de
iones Ca2+ y Mg2+ .Supone algunos riesgos para la salud,
como el aumento de cálculos renales. Además produce incrustaciones calcáreas en
las instalaciones y una serie de prejuicios debido al hecho de que las aguas
duras necesitan más jabón y más energía en procesos industriales. Se denominan aguas blandas a las que poseen una concentración menor de 50 mg/l
de CaCO3 y aguas duras
(formadas en terrenos calizos) a las que tienen concentraciones superiores a 200
mg/l de CaCO3. La O.M .S.
recomienda que el agua de bebida mantenga unos límites de 100 a 500 mg/l de CaCO3.
·
El nitrógeno:
como amoniaco, nitritos y nitratos. La presencia de amoniaco y nitritos supone
contaminación reciente en el sitio de recogida de la muestra, por ejemplo,
animales muertos o vegetales en descomposición. La presencia de nitratos indica
contaminación agrícola.
·
El oxígeno
disuelto (OD) en el agua, que tiene una enorme importancia como indicador
de calidad, ya que su concentración disminuye al ser utilizado para la
degradación de la materia orgánica. Las aguas limpias están saturadas de O2
pero si se contaminan con sustancias orgánicas la cantidad de O2
disminuye al ser utilizarlo este elemento para su descomposición.
Así con una cantidad de O D de 7 mg/l
las aguas se consideran oxigenadas entre 3 y 5 mg/l solo pueden vivir algunos peces.
·
La demanda
biológica de oxigeno (D. B. O), que mide la cantidad de oxigeno disuelto
consumido por los microorganismos para oxidar la materia orgánica. Se toma como
referencia el D. B. O 5 , que podemos definirlo como la cantidad de
oxigeno que los microorganismos necesitan para degradar la materia orgánica en
un volumen de agua, durante cinco días y a una
temperatura de unos 30º C.
Para
que un agua pueda autodepurarse, la
D O ha de ser mayor que la DBO , si no es así, el agua permanecerá
contaminada.
·
La demanda
química de oxigeno (D Q O): que mide la cantidad de oxigeno necesario para
oxidar la materia con un agente químico oxidante (dicromato potásico para las
aguas residuales y permanganato potásico para las naturales). Se mide en
miligramos por litro (mg/l).
El
cociente D B O5 /D Q O indica el porcentaje de sustancias
biodegradables que existen en el agua.
·
El carbono
orgánico total (C O T), que mide el contenido de carbono de los compuestos
orgánicos, se halla por incineración de la muestra de agua.
Este parámetro, junto con la D B O y D Q O, es importante a
la hora de determinar la contaminación orgánica de las aguas.
·
El cloro
y ozono residuales: gases utilizados en la desinfección. Una proporción de
cloro insuficiente, supone una esterilización deficiente; en cambio si existe
demasiado cloro, el agua tendrá un sabor desagradable y /o dañará los ojos.
- Parámetros biológicos: que
indican la cantidad y especies de microorganismos en el agua. Los más
importantes son las bacterias coliformes, estreptococos fecales y los
clostridios sulforreductores. Los coliformes y los estreptococos fecales, son
gérmenes en principio inofensivos, que se hallan en el intestino de los seres
humanos y de los animales. Sin embargo, su presencia en el agua indica
contaminación fecal reciente, que normalmente está asociado por la presencia de
gérmenes patógenos.
Los análisis físico-químicos y bacteriológicos facilitan una información
de la calidad del agua en el momento de la toma de la muestra, el análisis de “Saprobios” (organismos que se
alimentan de materia orgánica), proporciona una información más real del grado
de contaminación. Estos organismos acuáticos toleran distintas concentraciones
de materia orgánica por lo que son indicadores biológicos del grado de
contaminación. Así los polisaprobios
toleran elevadas concentraciones de materia orgánica por lo que son
característicos de aguas muy contaminadas. Los mesosaprobios toleran concentraciones medias y los oligosaprobios, concentraciones muy
bajas, como las de las aguas limpias, son pues característicos de aguas no
contaminadas.
Los indicadores biológicos pueden ser organismos de gran tamaño como
peces y mamíferos, o bien de pequeño tamaño como insectos y microorganismos
como bacterias que nos indican contaminación fecal (Salmonella, Escherichia
coli, Vibrio cholerae) que permite clasificar un agua de consumo como potable o
no potable.
Índices compuestos
Para obtener una valoración general de la calidad del agua se utilizan índices compuestos que miden parámetros
biológicos, físicos y químicos, clasificando el agua según el grado de
contaminación en: agua sin contaminación, contaminación ligera, moderada,
fuerte o muy fuerte. (Tabla Mac pág. 274)
3.2. El ciclo urbano del agua
El agua que reutiliza en las
poblaciones recorre un ciclo: se toma del medio natural y, una vez usada y
depurada, se reintegra de nuevo al medio.
En el ciclo urbano diferenciamos
tres fases: captación, potabilización y depuración.
A. Captación
En los proyectos decantación
deben existir las siguientes prioridades:
-
Elegir acuíferos con recursos superiores a las
necesidades de la población.
-
Que las aguas sean de la mejor calidad.
-
Localizar el lugar decantación lo más cercano
posible al punto de destino del agua.
B. Potabilización
La potabilización del agua se
realiza en Estaciones de tratamiento de Aguas Potables (ETAP). La finalidad del
proceso es conseguir buenas características organolépticas y ausencia de
riesgos sanitarios para la población. Consta de tres etapas:
-
Decantación
de partículas en suspensión. Se consigue manteniendo el agua en reposo y
añadiendo floculantes como sulfato de aluminio, que aglutinan las partículas
pequeñas.
-
Filtrado.
El agua se hace pasar por lechos de arena, se airea para eliminar los gases
que pudiera contener y mejorar las características organolépticas. También se
ajusta el pH y la dureza.
-
Desinfección.
Se realiza con cloro o hipoclorito, más barato y fácil de aplicar. A veces se
sustituye la cloración con tratamientos con ozono o radiaciones UV. Son
procedimientos más caros.
C. Depuración
Los procesos de depuración
rebajan las contaminaciones fuertes con el fin refacilitar la autodepuración,
reutilizar las aguas residuales en regadíos y favorecer la potabilización
evitando riesgos para la salud.
Se diferencian dos grupos de
sistemas depurativos: de bajo coste y convencionales. En ambos casos se realiza
por la actividad metabólica de microorganismos.
Sistemas depurativos debajo coste
El más importante es el sistema
de lagunaje múltiple que reproduce
la transformación que el agua experimenta en el medio natural mediante su
retención en lagunas artificiales. Tiene buenos rendimientos a un coste mínimo,
pero ocupa extensos terrenos, por lo que solo se utiliza en poblaciones
pequeñas.
El proceso comprende 4 fases:
-
Tamizado mediante filtros para eliminar los
objetos flotantes y de gran tamaño-
-
Tratamiento anaeróbico en lagunas profundas
durante un corto tiempo para hidrolizar las moléculas orgánicas en otras más
pequeñas.
-
Tratamiento facultativo en lagunas de gran
extensión durante 45 días.
-
Tratamiento aeróbico.
El agua va pasando por gravedad de una fase a
la siguiente, transformándose sin gasto de energía y con un mínimo
mantenimiento de las insatalaciones.
Sistemas depurativos convencionales
Las depuradoras convencionales
llamadas de alto coste porque requieren altas inversiones son eficaces para
limpiar el agua procedente de medianas y grandes poblaciones. Son sistemas que
depuran mediante la actividad metabólica de microorganismos (fangos o lodos
activos).
Existen varias modalidades pero
en todas se diferencias tres líneas para el tratamiento: de agua, de fangos y
de gases.
La depuración del agua se realiza
en las Estaciones Depuradoras de Aguas
Residuales (EDAR) tiene por objeto eliminar o reducir los contaminantes
para preservar el medio ambiente. Las estaciones depuradoras de agua residuales
hacen circular las aguas por una serie de compartimentos, en cada uno de los
cuales tiene lugar un proceso diferente. A estos procesos se les denomina
tratamientos, y un proceso de aguas residuales suele incluir cuatro:
Pretratamiento, Tratamiento Primario, Tratamiento Secundario, Tratamiento
Terciario.
-
Pretratamiento: se producen el desbate o extracción de residuos gruesos,
mediante rejas y tamices, el desarenado y desengrasado.
-
Tratamiento
Primario: el objetivo del tratamiento primario es reducir el contenido de
sólidos en suspensión del agua residual por sedimentación en grandes balsas. Se
puede mejorar con floculantes.
-
Tratamiento secundario o biológico: se
elimina la materia orgánica mediante el metabolismo de microorganismos
anaerobios y aerobios, que forman los fangos activos con capacidad depuradora.
Los fangos (biosólidos) una vez
tratados pueden incinerarse para obtener energía, elaborar fertilizantes y
compost o depositarlos en vertederos. El proceso anaerobio genera biogás (mezcla de metano, CO2
y vapor de agua) que se consume en la propia planta o se quema.
-
Tratamiento terciario: se eliminan patógenos (por ejemplo mediante
cloración), metales pesados, fosfatos y nitratos mediante técnicas avanzadas y
caras. Este tratamiento se realiza solo si el agua va a volver a ser utlizada.
El producto final
principal es el agua depurada que se incorpora a los cauces, pero también se
producen otras sustancias principalmente fangos ricos en materia orgánica que
se producen en las sucesivas decantaciones y en el tratamiento biológico y el
biogás.