Introducción

El Agua

El agua es el nombre común que se aplica al estado líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno H2O.

Los antiguos filósofos consideraban el agua como un elemento básico que representaba a todas las sustancias líquidas. Los científicos no descartaron esta idea hasta la última mitad del siglo XVIII. En 1781 el químico británico Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire. Sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados claramente hasta dos años más tarde, cuando el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno. En un documento científico presentado en 1804, el químico francés JosepH Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula actual H2O.

El agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólo puede detectarse en capas de gran profundidad. A la presión atmosférica (1 atm), el punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto de ebullición de 100 °C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4 °C y se expande al congelarse.

El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos. Puesto que casi todas las sustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente universal. Debido a esta propiedad, el agua pura es casi inexistente en la naturaleza.

Desde el punto de vista del consumo humano se pueden clasificar las aguas de la siguiente manera:

Aguas potables

Las aguas potables son aquellas cuyos caracteres fisicoquímicos y microbiológicos corresponden a los aceptados por la reglamentación técnico sanitaria para el abastecimiento y control de calidad de las aguas potables. Los caracteres microbiológicos tienen que estar por debajo de lo que se indica a continuación:

• Hasta 100 bacterias aerobias por mL de agua a 22ºC.

• Hasta 10 bacterias aerobias por mL de agua a 37ºC.

• Ausencia total de bacterias coniformes, estreptococos fecales y clostridios sulfito reductores en 100 mL de agua.

• Ausencia total de elementos que puedan ser apreciados a simple vista.

• Como límite máximo, se permite un contenido total de 200 bacterias aerobias por mL de agua a 37ºC.

El agua potable puede venir de diversos recursos. Por un lado, puede ser bombeada de la tierra a través de pozos. Esta agua subterránea hay que depurarla, de modo que no contenga contaminantes y se pueda usar para beber. El agua potable se puede también preparar directamente a partir del agua superficial, tales como ríos, de los lagos y de las corrientes. El agua superficial generalmente tiene que experimentar muchos más pasos de la purificación que la agua subterránea para ser potable, lo que hace que el proceso sea más costoso.

Aguas Sanitariamente Permisibles

Las aguas sanitariamente permisibles son aquellas en las que alguno de los caracteres fisicoquímicos sobrepasa los límites tolerables, sin presentar productos tóxicos, ni elementos radioactivos, ni contaminación fecal. Su consumo será excepcional (por falta de proveimiento o por situación anormal de un proveimiento que normalmente suministra agua potable) y con carácter temporal. Estos tipos de agua no pueden sobrepasar los límites microbiológicos siguientes:

• Hasta 10 coliformes totales en 100 mL de agua.

• Hasta 10 estreptococos fecales en 100 mL de agua.

• Hasta 2 clostridios sulfito reductores en 20 mL de agua.

• Ausencia de coniformes fecales i microorganismos parásitos y patógenos.

Aguas no Potables

Las aguas no potables son aquellas en las cuales los caracteres fisicoquímicos y/o microbiológicos y de radioactividad hacen imposible su distribución y consumo, quedando prohibido su uso.

Contaminación de Aguas

La contaminación es la impregnación del aire, el agua o el suelo con productos que afectan a la salud del hombre, la calidad de vida o el funcionamiento natural de los ecosistemas.

La contaminación del agua es la incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos.

2.1. Contaminación de aguas subterráneas

Las aguas subterráneas suele ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce, es más difícil de eliminar. Sucede esto porque las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento. Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación.

La explotación incorrecta de las aguas subterráneas origina varios problemas. En muchas ocasiones la situación se agrava por el reconocimiento tardío de que se está deteriorando el acuífero, porque como el agua subterránea no se ve, el problema puede tardar en hacerse evidente. Los principales problemas son:

Por agotamiento del acuífero.

Un buen uso de las aguas subterráneas exige tener en cuenta que, en los lugares en que las precipitaciones son escasas, los acuíferos se van cargando de agua muy lentamente y si se consumen a un ritmo excesivamente rápido, se agotan. Cuando se produce explotación intensiva, sequía u otras causas que van disminuyendo el nivel del agua contenida en el acuífero se derivan problemas ecológicos como, por ejemplo, en las Tablas de Daimiel, Parque Nacional situado en La Mancha formado por zonas húmedas muy ricas en aves. La explotación creciente para usos agrícolas del acuífero 23 que nutre de agua al Parque ha hecho que en los años de pocas lluvias grandes áreas de las Tablas se queden sin agua.

Cuando estos acuíferos se encuentran en la costa, al ir vaciándose de agua dulce, van siendo invadidos por agua salada (intrusión) y queda inutilizados para el uso humano. En la costa mediterránea española prácticamente todos los acuíferos están afectados por este problema y necesitan una mejora urgente de su explotación o de sus sistemas de control y, en muchos casos, es imprescindible permitir que se recarguen de agua antes de seguir explotándolos.

Por contaminación de las aguas subterráneas.

Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas: los "puntuales" que afectan a zonas muy localizadas, y los "difusos" que provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal.

Contaminación puntual:

Este tipo de contaminación suele ser más intensa junto al lugar de origen y se va diluyendo al alejarnos. La dirección que sigue el flujo del agua del subsuelo influye de forma muy importante en determinar en que lugares los pozos tendrán agua contaminada y en cuales no. Puede suceder que un lugar relativamente cercano al foco contaminante tenga agua limpia, porque la corriente subterránea aleja el contaminante de ese lugar, y al revés.

Las actividades que suelen provocar contaminación puntual son:

• Lixiviados de vertederos de residuos urbanos y fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno.

• Lixiviados de vertederos industriales, derrubios de minas, depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados, gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc.

• Pozos sépticos y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.

Contaminación difusa

Este tipo de contaminación puede provocar situaciones especialmente preocupantes con el paso del tiempo, al ir cargándose de contaminación, lenta pero continuamente, zonas muy extensas.

La contaminación difusa suele estar provocada por:

• Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales.

• Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de aguas dulces, por desplazamiento de la interfase entre los dos tipos de aguas.

Los acuíferos tienen una cierta capacidad de autodepuración, mayor o menor según el tipo de roca y otras características. Las sustancias contaminantes, al ir el agua avanzando entre las partículas del subsuelo se filtran y dispersan y también son neutralizadas, oxidadas, reducidas o sufren otros procesos químicos o biológicos que las degradan. De esta manera el agua va limpiándose.

Cuando la estructura geológica del terreno facilita una zona amplia de aireación, los procesos de depuración son más eficaces. También es muy favorable la abundancia de arcillas y de materia orgánica. En cambio en los depósitos aluviales o las zonas kársticas la purificación del agua es mucho más difícil y este tipo de acuíferos son mucho más sensibles a la contaminación.

Cuando un acuífero está contaminado y hay que limpiarlo el proceso es muy difícil y muy caro. Se han usado procedimientos que extraen el agua, la depuran y la vuelven a inyectar en el terreno, pero no siempre son eficaces y consumen una gran cantidad de energía y dinero.

2.2. Contaminación de ríos y lagos

Las aguas superficiales de los continentes fueron las más visiblemente contaminadas durante muchos años, pero precisamente al ser tan visibles los daños que sufren, son las más vigiladas y las que están siendo regeneradas con más eficacia en muchos lugares del mundo, especialmente en los países desarrollados.

El problema más grave que afecta a los lagos es la eutrofización. Se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo pueden ser los responsables. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor, y un cúmulo de algas o verdín desagradable a la vista, así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato de calcio en las aguas duras.

Otro problema preocupante es la lluvia ácida, que ha dejado muchos lagos del norte y el este de Europa y del noreste de Norteamérica totalmente desprovistos de vida.

2.3. Contaminación de mares y costas

El vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. A él van a parar gran parte de los vertidos urbanos e industriales. No sólo recibe las aguas residuales, sino que, en muchas ocasiones, se usa para arrojar las basuras o, incluso, los residuos radiactivos.

El 80% de las substancias que contaminan el mar tienen su origen en tierra. De las fuentes terrestres la contaminación difusa es la más importante. Incluye pequeños focos como tanques sépticos, coches, camiones, etc. y otros mayores como granjas, tierras de cultivo, bosques, etc. Los accidentes marítimos son responsables de alrededor de un 5% de los hidrocarburos vertidos en el mar. En cambio, una ciudad de cinco millones de habitantes acaba vertiendo en un año la misma cantidad que derramó el Exxon Valdez en su accidente en Alaska.

Aproximadamente un tercio de la contaminación que llega a los mares empieza siendo contaminación atmosférica pero después acaba cayendo a los océanos.

En los fondos oceánicos hay, en este momento, decenas de miles de barriles con substancias como plutonio, cesio o mercurio, resultado de décadas de uso del océano como vertedero para grandes cantidades de desechos. Por ejemplo, como consecuencia de los accidentes sufridos por diversos barcos de guerra desde 1956 hasta 1989, ocho reactores nucleares completos, con todo su combustible, y 50 armas nucleares, se encuentran en el fondo de diversos mares del planeta.

El exceso de aporte de nutrientes también causa eutrofización en grandes zonas marítimas. En la desembocadura del Mississippi, por ejemplo, ha perdido gran parte de su fauna como consecuencia del enriquecimiento de nutrientes continuado por el excesivo crecimiento de las algas y del empobrecimiento en oxígeno provocado por la putrefacción de estas algas.

Alrededor del 60% de las especies marinas viven en la franja de 60 Km más próxima a la costa. Todos ellos se ven especialmente afectados por la contaminación que afecta a los mares y océanos, especialmente en la cercanía de las costas.

La capacidad purificadora de las grandes masas de agua marina es muy grande. En ellas se diluyen, dispersan o degradan ingentes cantidades de aguas fecales, hidrocarburos, desechos industriales e, incluso, materiales radiactivos. Por este motivo se ha recurrido sistemáticamente a utilizar el mar como vertedero.

Las zonas costeras son las que más han sufrido la actividad humana. Una gran parte de la población mundial vive cerca de las costas. Por ejemplo, en Europa, alrededor del 30% de la población vive a menos de 50 km. de la costa. Así se entiende que una gran parte de las orillas de los mares del mundo tengan graves problemas de contaminación.

Los vertidos son la principal fuente de contaminación de las costas. En la mayor parte de los países en vías de desarrollo y en muchos lugares de los desarrollados, los vertidos de las ciudades se suelen hacer directamente al mar, sin tratamientos previos de depuración.

Además, las zonas donde la renovación del agua es más lenta (marismas, estuarios, bahías, puertos) son las más maltratadas. En ellas es frecuente encontrar peces con tumores y graves enfermedades, o moluscos y crustáceos cuya pesca y consumo están prohibidos, porque contienen altas dosis de productos tóxicos.

Fuentes de Contaminación

Las principales fuentes de contaminación acuática pueden clasificarse como urbanas, industriales y agrícolas.

Contaminación Urbana

La contaminación urbana está causada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos comerciales. Durante muchos años, el principal objetivo de la eliminación de residuos urbanos fue tan sólo reducir su contenido en materias que demandan oxígeno, sólidos en suspensión, compuestos inorgánicos disueltos (en especial compuestos de fósforo y nitrógeno) y bacterias dañinas. En los últimos años, por el contrario, se ha hecho más hincapié en mejorar los medios de eliminación de los residuos sólidos producidos por los procesos de depuración. Los principales métodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas tienen tres fases: el tratamiento primario, que incluye la eliminación de arenillas, la filtración, el molido, la floculación (agregación de los sólidos) y la sedimentación; el tratamiento secundario, que implica la oxidación de la materia orgánica disuelta por medio de lodo biológicamente activo, que seguidamente es filtrado; y el tratamiento terciario, en el que se emplean métodos biológicos avanzados para la eliminación del nitrógeno, y métodos físicos y químicos, tales como la filtración granular y la adsorción por carbono activado.

Contaminación Industrial

El impacto de los vertidos industriales depende no sólo de sus características comunes, como la demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su contenido en sustancias orgánicas e inorgánicas específicas. Hay tres opciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales. El control puede tener lugar allí donde se generan dentro de la planta; las aguas pueden tratarse previamente y descargarse en el sistema de depuración urbana; o pueden depurarse por completo en la planta y ser reutilizadas o vertidas sin más en corrientes o masas de agua.

Contaminación Agrícola

La agricultura, la ganadería comercial y las granjas avícolas son la fuente de muchos contaminantes orgánicos e inorgánicos de las aguas superficiales y subterráneas. Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos procedentes de la erosión de las tierras de cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno que, en parte, proceden de los residuos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un alto contenido en nitrógeno, fósforo y materia consumidora de oxígeno, y a menudo albergan organismos patógenos. Los residuos de los criaderos industriales se eliminan en tierra por contención, por lo que el principal peligro que representan es el de la filtración. Las medidas de control pueden incluir el uso de depósitos de sedimentación para líquidos, el tratamiento biológico limitado en lagunas aeróbicas o anaeróbicas, y toda una serie de métodos adicionales.

Tipos de Contaminantes

Hay un gran número de contaminantes del agua que se pueden clasificar de muy diferentes maneras. Una posibilidad bastante usada es agruparlos en los siguientes ocho grupos: microorganismos patógenos, desechos orgánicos, substancias químicas inorgánicas, nutrientes vegetales inorgánicos, compuestos orgánicos, sedimentos y materiales suspendidos, substancias radioactivas y contaminación térmica.

4.1. Microorganismos patógenos

Los microorganismos patógenos son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten diversas enfermedades. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños.

Algunas de estas enfermedades y los organismos causantes están representadas en la siguiente tabla:

TIPO DE ORGANISMO	ENFERMEDAD	EFECTOS
Bacterias	Fiebre tifoidea	Diarrea, vómitos severos, inflamación del bazo, inflamación de los intestinos; a menudo fatal si no es tratada
		Cólera	Diarreas, vómitos severos, deshidratación; a menudo fatal si no es tratada
		Disentería bacteriana	Diarrea; raramente fatal excepto en niños si no se sigue tratamiento apropiado
		Enteritis	Dolor severo del estómago, náusea, vómitos; raramente fatal
Virus	Hepatitis Infecciosa	Fiebre, dolor de cabeza severo, pérdida de apetito, dolor abdominal, ictericia, inflamación del hígado; raramente fatal pero puede causar daño irreversible del hígado
Protozoos parásitos	Disentería amébica	Diarrea severa, dolor de cabeza, dolor abdominal, escalofríos, fiebre; si no es tratada puede causar absceso del hígado, la perforación del intestino y la muerte
		Giardiasis	Diarrea, calambres abdominales, flatulencia, eructos, fatiga
Gusanos parásitos	Schistosomiasis	Dolor abdominal, erupción de la piel, anemia, fatiga crónica, mala salud crónica general

Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen índice para medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es el número de bacterias coliformes presentes en el agua. Como ya se ha visto en el capítulo 1, este dato es muy importante a la hora de determinar la potabilidad del agua.

4.2. Desechos orgánicos

Cuando hablamos de desechos orgánicos nos referimos a los residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biológica de Oxígeno).

4.3. Substancias químicas inorgánicas

En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.

En concreto, los metales son buenos conductores de la electricidad y generalmente participan en las reacciones químicas como iones positivos (cationes). Los metales son sustancias naturales que se han formado por meteorización de minerales, allí donde fueron depositados durante la actividad volcánica. Pueden ser vueltos a poner en situación de causar serios peligros medioambientales. Algunos ejemplos de metales son: plomo, zinc, manganeso, calcio y potasio. Se pueden encontrar en aguas superficiales en sus formas iónicas estables. Los metales artificiales pueden ser muy peligrosos, porque a menudo provienen de reacciones nucleares provocadas por los hombres y pueden ser fuertemente radioactivos.

Los metales pueden reaccionar con otros iones para formar productos peligrosos. A menudo están implicados en reacciones de transferencia electrónica en las que el oxígeno está presente. Esto puede llevar a la formación de oxi-radicales tóxicos.
Los metales pueden formar metaloides y luego unirse a compuestos orgánicos para formar sustancias lipófilas que a menudo son altamente tóxicas y que pueden ser almacenadas en las reservas se grasas de los animales y humanos. Los metales también pueden unirse a macromoléculas celulares en el cuerpo humano.

Los metales pesados son los metales más peligrosos. Se denominan metales pesados aquellos cuya densidad es mayor que 5.

Los metales no son biodegradables, así que la única solución para los organismos es almacenarlos en tejidos corporales donde no puedan causar ningún daño. Sin embargo una cierta concentración de determinados metales, como el hierro o el potasio, en el organismo es fundamental para la vida.

4.4. Nutrientes vegetales inorgánicos

Los nutrientes vegetales inorgánicos son básicamente los nitratos y fosfatos. Estas son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas, de la que ya hemos hablado en el capítulo 2, en los apartados “Contaminación de ríos y lagos” y “Contaminación de mares y costas”. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxígeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.

4.5. Compuestos orgánicos

Muchas moléculas orgánicas como las que forman el petróleo, la gasolina, los plásticos, algunos plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados o manipulados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos.

Los compuestos orgánicos son compuestos formados por enlaces largos, generalmente de carbono. Las moléculas formadas por carbono y por carbono e hidrógeno son apolares y son poco o nada solubles en agua.

El comportamiento de los compuestos orgánicos depende de su estructura molecular, tamaño y forma y de la presencia de grupos funcionales que son determinantes importantes de la toxicidad.

Existen muchos tipos diferentes de contaminantes orgánicos, algunos ejemplos son:

• Los hidrocarburos, que tienen enlaces carbono-hidrógeno. Pueden dividirse en dos grupos, estando el primero formado por alcanos de enlace simple, alquenos de enlace doble y alquinos de triple enlace (gases o líquidos) y el segundo por los hidrocarburos aromáticos, que contienen estructuras de anillo (líquidos o sólidos).  Los hidrocarburos aromáticos tales como los PAH's son mucho mas reactivos que cualquiera de los del primer grupo de hidrocarburos.

• Los PCB's son fluídos estables y no reactivos que son utilizados como fluídos hidráulicos, fluídos refrigerantes o de aislamiento en transformadores y plastificadores en pinturas. Existen muchos PCB's diferentes. Ninguno de ellos son solubles en agua. En muchos países los PCB's están restringidos. 

• Los insecticidas tales como el DDT son muy peligrosos porque se acumulan en los tejidos grasos de los animales inferiores y se introducen en la cadena alimentaria. Han sido restringidos desde hace décadas.

• Los detergentes, que pueden ser tanto polares como apolares.

Los casos de contaminación de este tipo más espectaculares son sin duda los vertidos en alta mar de grandes cantidades de derivados del petróleo, y que finalmente afectan seriamente a las costas. El ejemplo más cercano es el del accidente del petrolero Prestige cerca de las costas gallegas el 13 de noviembre de 2002, que cubrió de fuel las rías de Galicia y, en menor medida, las costas de Portugal y del resto del Cantábrico.

4.6. Sedimentos y materiales suspendidos

Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos.

4.7. Sustancias radioactivas

Este tipo de contaminación consiste en la presencia de isótopos radiactivos solubles en el agua. Estas substancias se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas hasta alcanzar valores letales. También se pueden transferir en la red alimentaria por la relación depredador-presa.

Cuando un átomo de una sustancia radiactiva se descompone, puede producir cuatro tipos de partículas: alfa, beta, gamma y neutrones. Las partículas alfa solo pueden viajar una corta distancia a través del aire y los tejidos humanos, pero pueden ser muy dañinas si colisionan con células debido a su enorme masa. Están cargadas positivamente. Las partículas beta son más penetrantes, pero producen muchos menos daños que las partículas alfa. Están cargadas negativamente. Los rayos gamma son altamente penetrantes. El daño que producen es similar al que producen los rayos beta. Los neutrones son liberados por radiaciones y reaccionan con otros elementos al colisionar con ellos.

4.8. Contaminación térmica

El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses. La solubilidad de los gases disminuye en elevar la temperatura, por tanto disminuye la capacidad del agua de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos.

Depuración de aguas residuales

Una vez conocidos los tipos de contaminantes, hay que proceder a la depuración. La depuración de aguas es el nombre que reciben los distintos procesos implicados en la extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados por el agua y procedentes de viviendas e industrias. La depuración cobró importancia progresivamente desde principios de la década de 1970 como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo sobre el problema, cada vez mayor, de la contaminación humana del medio ambiente, desde el aire a los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas, por los desperdicios domésticos, industriales, municipales y agrícolas.

Este proceso sigue una serie de pasos que se describen a continuación:

Transporte de las aguas residuales

Las aguas residuales son transportadas desde su punto de origen hasta las instalaciones depuradoras a través de tuberías, generalmente clasificadas según el tipo de agua residual que circule por ellas. Los sistemas que transportan tanto agua de lluvia como aguas residuales domésticas se llaman combinados. Generalmente funcionan en las zonas viejas de las áreas urbanas. Al ir creciendo las ciudades e imponerse el tratamiento de las aguas residuales, las de origen doméstico fueron separadas de las de los desagües de lluvia por medio de una red separada de tuberías. Esto resulta más eficaz porque excluye el gran volumen de líquido que representa el agua de escorrentía. Permite mayor flexibilidad en el trabajo de la planta depuradora y evita la contaminación originada por escape o desbordamiento que se produce cuando el conducto no es lo bastante grande para transportar el flujo combinado.

Las instalaciones domésticas suelen conectarse mediante tuberías de arcilla, hierro fundido o PVC de entre 8 y 10 cm. de diámetro. El tendido de alcantarillado, con tuberías maestras de mayor diámetro, puede estar situado a lo largo de la calle a unos 1,8m o más de profundidad. Los tubos más pequeños suelen ser de arcilla, hormigón o cemento, y los mayores, de cemento reforzado con o sin revestimiento. A diferencia de lo que ocurre en el tendido de suministro de agua, las aguas residuales circulan por el alcantarillado más por efecto de la gravedad que por el de la presión. Es necesario que la tubería esté inclinada para permitir un flujo de una velocidad de al menos 0,46m por segundo, ya que a velocidades más bajas la materia sólida tiende a depositarse. Los desagües principales para el agua de lluvia son similares a los del alcantarillado, salvo que su diámetro es mucho mayor.

Las canalizaciones urbanas acostumbran a desaguar en interceptadores, que pueden unirse para formar una línea de enlace que termina en la planta depuradora de aguas residuales. Los interceptadores y los tendidos de enlace, construidos por lo general de ladrillo o cemento reforzado, miden en ocasiones hasta 6m de anchura.

Tratamiento primario

Las aguas residuales que entran en una depuradora contienen materiales que podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria. Estos materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales, y se queman o se entierran tras ser recogidos mecánicamente. El agua residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesamiento y eliminación.

Para eliminar materia inorgánica o mineral como arena, sedimentos y grava, se utilizan las cámaras aireadas de flujo en espiral con fondo en tolva, o clarificadores, provistos de brazos mecánicos encargados de raspar. Se elimina el residuo mineral y se vierte en vertederos sanitarios. La acumulación de estos residuos puede ir de los 0,08 a los 0,23 m3 por cada 3,8 millones de litros de aguas residuales.

Una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua pasa a un depósito de sedimentación donde se depositan los materiales orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión.

La tasa de sedimentación se incrementa en algunas plantas de tratamiento industrial incorporando procesos llamados coagulación y floculación químicas al tanque de sedimentación. La coagulación es un proceso que consiste en añadir productos químicos como el sulfato de aluminio, el cloruro férrico o polielectrolitos a las aguas residuales; esto altera las características superficiales de los sólidos en suspensión de modo que se adhieren los unos a los otros y precipitan. La floculación provoca la aglutinación de los sólidos en suspensión. Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en suspensión.

Posteriormente se lleva a cabo la digestión. La digestión es un proceso microbiológico que convierte el lodo, orgánicamente complejo, en metano, dióxido de carbono y un material inofensivo similar al humus. Las reacciones se producen en un tanque cerrado o digestor, y son anaerobias, es decir, se producen en ausencia de oxígeno. La conversión se produce mediante una serie de reacciones. En primer lugar, la materia sólida se hace soluble por la acción de enzimas. La sustancia resultante fermenta por la acción de un grupo de bacterias productoras de ácidos, que la reducen a ácidos orgánicos sencillos, como el ácido acético. Entonces los ácidos orgánicos son convertidos en metano y dióxido de carbono por bacterias. Se añade lodo espesado y calentado al digestor tan frecuentemente como sea posible, donde permanece entre 10 y 30 días hasta que se descompone. La digestión reduce el contenido en materia orgánica entre un 45 y un 60 por ciento.

El siguiente paso es la desecación, durante la cual el lodo digerido se extiende sobre lechos de arena para que se seque al aire. La absorción por la arena y la evaporación son los principales procesos responsables de la desecación. El secado al aire requiere un clima seco y relativamente cálido para que su eficacia sea óptima, y algunas depuradoras tienen una estructura tipo invernadero para proteger los lechos de arena. El lodo desecado se usa sobre todo como acondicionador del suelo; en ocasiones se usa como fertilizante, debido a que contiene un 2% de nitrógeno y un 1% de fósforo.

Tratamiento secundario

Una vez eliminados de un 40 a un 60% de los sólidos en suspensión y reducida de un 20 a un 40% la DBO5 por medios físicos en el tratamiento primario, el tratamiento secundario reduce la cantidad de materia orgánica en el agua. Por lo general, los procesos microbianos empleados son aeróbicos, es decir, los microorganismos actúan en presencia de oxígeno disuelto. El tratamiento secundario supone, de hecho, emplear y acelerar los procesos naturales de eliminación de los residuos. En presencia de oxígeno, las bacterias aeróbicas convierten la materia orgánica en formas estables, como dióxido de carbono, agua, nitratos y fosfatos, así como otros materiales orgánicos. La producción de materia orgánica nueva es un resultado indirecto de los procesos de tratamiento biológico, y debe eliminarse antes de descargar el agua en el cauce receptor.

Hay diversos procesos alternativos para el tratamiento secundario, incluyendo el filtro de goteo, el lodo activado y las lagunas.

• Filtro de goteo: En este proceso, una corriente de aguas residuales se distribuye intermitentemente sobre un lecho o columna de algún medio poroso revestido con una película gelatinosa de microorganismos que actúan como agentes destructores. La materia orgánica de la corriente de agua residual es absorbida por la película microbiana y transformada en dióxido de carbono y agua. El proceso de goteo, cuando va precedido de sedimentación, puede reducir cerca de un 85% la DBO5.

• Fango activado: Se trata de un proceso aeróbico en el que partículas gelatinosas de lodo quedan suspendidas en un tanque de aireación y reciben oxígeno. Las partículas de lodo activado, llamadas floc, están compuestas por millones de bacterias en crecimiento activo aglutinadas por una sustancia gelatinosa. El floc absorbe la materia orgánica y la convierte en productos aeróbicos. La reducción de la DBO5 fluctúa entre el 60 y el 85 por ciento. Un importante acompañante en toda planta que use lodo activado o un filtro de goteo es el clarificador secundario, que elimina las bacterias del agua antes de su descarga.

• Estanque de estabilización o laguna: Otra forma de tratamiento biológico es el estanque de estabilización o laguna, que requiere una extensión de terreno considerable y, por tanto, suelen construirse en zonas rurales. Las lagunas opcionales, que funcionan en condiciones mixtas, son las más comunes, con una profundidad de 0,6 a 1,5m y una extensión superior a una hectárea. En la zona del fondo, donde se descomponen los sólidos, las condiciones son anaerobias; la zona próxima a la superficie es aeróbica, permitiendo la oxidación de la materia orgánica disuelta y coloidal. Puede lograrse una reducción de la DBO5 de un 75 a un 85 por ciento.

Tratamiento terciario

El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para eliminar el fósforo. Hay procesos que permiten eliminar más de un 99% de los sólidos en suspensión y reducir la DBO5 en similar medida. Los sólidos disueltos se reducen por medio de procesos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La eliminación del amoníaco, la desnitrificación y la precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido en nutrientes. Si se pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento con ozono es considerada el método más fiable, excepción hecha de la cloración extrema. Es probable que en el futuro se generalice el uso de estos y otros métodos de tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos que se están haciendo para conservar el agua mediante su reutilización.

Vertido del líquido

El vertido final del agua tratada se realiza de varias formas. La más habitual es el vertido directo a un río o lago receptor. En aquellas partes del mundo que se enfrentan a una creciente escasez de agua, tanto de uso doméstico como industrial, las autoridades empiezan a recurrir a la reutilización de las aguas tratadas para rellenar los acuíferos, regar cultivos no comestibles, procesos industriales, recreo y otros usos.

La depuradora del Besós

Para poder observar en primera persona el funcionamiento de una depuradora, nos planteamos la idea de ir a visitar la depuradora más cercana, en la desembocadura del Rio Besós. Desgraciadamente no es posible visitar el interior de la depuradora, donde se lleva a cabo el proceso de depuración de las aguas.

De todas formas, nos pusimos en contacto con el jefe de laboratorio de esta depuradora para saber si nos podría facilitar una muestra de aguas de entrada y otra de salida para posteriormente poder analizarlas en el laboratorio del instituto. El dia 10 de octubre de 2004 fuimos personalmente a recoger las muestras y, a pesar de no poder observar los distintos tratamientos que allí se llevan a cabo, pudimos entrar en el laboratorio de la depuradora y pedir información sobre el estado y funcionamiento de las instalaciones. Para poder hacer los análisis con unas muestras en el mejor estado posible, también utilizamos aguas recogidas el 31 de enero de 2005.

La nueva depuradora del Besós

La nueva depuradora del Besós esta completamente cubierta y desodorizada, debido a las obras que se han llevado a cabo recientemente. Básicamente consisten en el cubrimiento de la depuradora, que ahora esta situada bajo la gran explanada del Fórum 2004. Estas obras solucionan el problema estético que causaba el impacto de la depuradora, pero también conllevan una serie de inconvenientes, ya que ahora se tiene que dotar a las instalaciones que antes estaban al aire libre se todo un sistema de ventilación, lo cual convierte en algo costoso tanto su construcción como su posterior mantenimiento.

Hoy en día ya se han finalizado las obras denominadas de “Primera Fase”, que consisten en la compactación de las instalaciones de tratamiento primario, que anteriormente ocupaban toda la superficie de la depuradora y que ahora deben compartir ese espacio con las instalaciones de tratamiento biológico. Estas instalaciones de tratamiento biológico están todavía por construir.

Por tanto, otro de los inconvenientes de esta reforma de las instalaciones de la depuradora consiste en que hay que hacer el doble de tratamientos en el mismo espacio.

En estas obras se han invertido 64,2 millones de euros, cuya financiacin se reparte entre la Generalitat de Ctalunya (un 90%) y el Ayuntamiento de Barcelona (10%). Su gestión va a cargo de la Empresa Metropolitana de Sanejament (EMSSA).

Funcionamiento de la depuradora del Besós

La depuradora del Besós trata el 75 % de las aguas residuales de Barcelona, además de las de Badalona, Mongat, Sant Adrià de Besós, Santa Coloma de Gramanet y Tiana. El caudal tratado equivale al de una población de 3 millones de personas. Los procesos que se dan a cabo son como los de cualquier depuradora, y están explicados más detalladamente en el capítulo anterior.

• Llegada de las aguas residuales: Las aguas residuales de las diferentes poblaciones llegan a la depuradora a través de grandes conducciones. Una vez en la depuradora, las aguas son elevadas mediante tornillos de Arquímedes hasta una altura que permite su circulación por las diferentes instalaciones. El primer proceso que se realiza es la separación de las materias sólidas a través de rejas y tamices de tamaño medio y fino. A estas primeras operaciones se ha añadido con las obras de reforma de las instalaciones un nuevo sistema de extracción de arena.

• Tratamiento primario: En el tratamiento primario, las aguas residuales con depuradas mediante procesos físicos y químicos con adición de reactivos y utilizando sistemas de decantación y espesamiento del lodo.

• Vertido al mar: Tras el tratamiento primario el agua ya puede ser vertida al mar. Esta agua sigue sin ser potable, ya que no ha pasado los tratamientos de eliminación de contaminantes microbiológicos, pero ya se puede verter al mar. Su impacto ambiental es mínimo y perfectamente asimilable por el medio. Mediante una gran instalación de bombeo, se envía el agua depurada a través de un emisario submarino de 2900 metros de longitud, que vierte a 50 metros de profundidad.

• Otras construcciones e instalaciones: Aparte de las instalaciones principales, se han realizado obras e instalaciones auxiliares que permiten que todo el proceso se realice eficazmente, así como sistemas de ventilación y desodorización. También se ha dotado a la depuradora de un nuevo edificio que contiene las instalaciones de control centralizado y mando de la planta, las oficinas y el laboratorio donde se analiza continuamente la idoneidad del tratamiento.

Análisis en laboratorio

La parte práctica de este trabajo consiste en la realización de análisis de laboratorio de las muestras de agua de la depuradora del Besós, tanto de entrada como de salida. Esta es la mejor manera de ver algunas de las características del agua que entra en la depuradora y observar como varían tras el proceso de depuración.

Dentro del análisis de cada característica o contaminante del agua se distinguen diversos apartados:

• Objetivo

• Fundamento teórico.

• Material utilizado

• Procedimiento, donde se explica paso a paso la metodología utilizada en cada análisis

• Resultados, cálculos y tratamiento de datos, donde se expone el resultado final del análisis y los cálculos que se realizan, si los hay.

• Conclusiones

• Determinación del residuo seco del agua

• Objetivo:

El objetivo de este análisis es determinar el residuo seco del agua y comparar los resultados obtenidos analizando el agua de entrada y en la de salida.

• Fundamento teórico:

La determinación del residuo seco del agua permite estimar la cantidad de materias disueltas y en suspensión que contiene el agua. Nos da una idea de las sales que están disueltas.

El residuo seco también nos permite establecer la mineralización de un agua. Según el Real decreto 1074/2002, del 18 de octubre, hemos de considerar:

MINERALIZACIÓN	MG/L
Aguas de mineralización muy débil	Hasta 50 mg/l de residuo seco
Aguas aligometálicas o de mineralización débil	Hasta 500 mg/l de residuo seco
Aguas de mineralización fuerte	Hasta 1500 mg/l de residuo

• Material utilizado:




• 50 ml de agua de entrada

• 50 ml de agua de salida

• Balanza analítica

• 2 cápsulas de porcelana

• Pipeta de 50 ml

• Estufa

• Desecador

• Baño de arena




• Procedimientos:

• Introducir dos cápsulas de porcelana limpias y secas en una estufa a 100ºC durante 20 minutos para eliminar totalmente cualquier resto de humedad.

• Poner las cápsulas en un desecador hasta llegar a la temperatura ambiente (aproximadamente 10 minutos)

• Pesar las cápsulas en una balanza analítica. Para mayor exactitud, utilizamos dos básculas diferentes.

• Introducir con la ayuda de una pipeta una determinada cantidad de agua de entrada y salida en sus respectivas cápsulas medida de forma exacta. En este caso, hemos utilizado 50 ml de cada una.

• Introducir las cápsulas en un baño de arena hasta la evaporación total del agua, vigilando que no se pierda agua por salpicaduras o que entren granos de arena dentro de la cápsula.

• Introducir las cápsulas en una estufa a 105ºC durante 30 minutos.

• Dejarlas enfriar en un desecador con tal de que no interfiera la humedad del aire en los resultados.

• Pesar las cápsulas en las dos balanzas analíticas.

• Calcular el residuo (mg/l)

• Resultados, cálculos y tratamiento de datos

Para calcular el residuo seco, hemos de restar el peso de las cápsulas con el residuo al peso de las cápsulas vacías. Como hemos utilizado dos balanzas para efectuar estas medidas, haremos las operaciones correspondientes con los distintos resultados:

• Aguas de entrada:

• Balanza 1:

Peso de la cápsula = 54,7910 g

Peso de la cápsula con el residuo = 82,3563 g

82,3563 - 54,7910 = 27,5653 g

• Balanza 2:

Peso de la cápsula = 54,7934 g

Peso de la cápsula con el residuo = 82,3566 g

82,3566 - 54,7934 = 27,5632 g

Como cantidad de residuo en aguas de entrada utilizamos la media entre los dos valores:

27,5653 + 27,5632 = 27,56425 g

2

Ya que el resultado lo hemos de expresar en mg/l, hay que hacer un cambio de unidades:

27,56425 g · 1 mg · 1 ml = 1378,2125 mg/l

50 ml 10-3 g 10-3 l

• Aguas de salida:

• Balanza 1:

Peso de la cápsula = 54,7910 g

Peso de la cápsula con el residuo = 57,0754 g

57,0754 - 54,7910 = 2,2844 g

• Balanza 2:

Peso de la cápsula = 54,7934 g

Peso de la cápsula con el residuo = 57,0734 g

57,0734 - 54,7934 = 2,28 g

Como cantidad de residuo en aguas de entrada utilizamos la media entre los dos valores:

2,2844 + 2,28 = 2,2822 g

2

Ya que el resultado lo hemos de expresar en mg/l, hay que hacer un cambio de unidades:

2,2822 g · 1 mg · 1 ml = 456,44 mg/l

50 ml 10-3 g 10-3 l

• Conclusiones:

Mediante este análisis podemos determinar que el residuo seco que contiene el agua antes de entrar en la depuradora es de 1378,2125 mg/l, mientras que el que contiene el agua al salir de la depuradora es de 456,44 mg/l. Por tanto, podemos deducir que los 921,7725 g de diferencia se han eliminado durante el proceso de depuración.

Según los criterios de mineralización del agua especificados en la tabla anterior, las aguas de entrada tienen una mineralización fuerte, mientras que las de salida son aligometálicas o de mineralización débil.

• Determinación del pH:

• Objetivo:

El objetivo de este análisis es determinar el pH de las aguas de entrada y de salida y observar cómo varía.

• Fundamento teórico:

El pH es el número de iones hidronio (H3O+) presentes en una determinada disolución. El concepto que conocemos como pH se define como el antilogaritmo de la concentración de iones hidronio en una solución.

pH = -log [H3O+]

Trabajar con pH es más facil, ya que mientras el pH varia en una unidad la concentración variará en un factor de diez. Por tanto, la escala de pH es utilizada universalmente para evitar tener que utilizar cifras muy complejas.

El pH se mide en una escala que va del 0 al 14. La proximidad del pH al 0 indica su grado de acidez, mientras que la proximidad al 14 indica el grado de basicidad. Este último viene determinado por la concentración de iones OH-.

El pH del agua pura es de 7. En las aguas naturales está entre 4 y 9.

Hay muchas maneras de determinar el pH de una disolución. En este caso hemos utilizado un pHmetro.

• Material:

• pHmetro

• Muestras de agua de entrada y salida.

• Soluciones tampón de pH 4 y 7

• Pipeta

• Vaso de precipitados

• Procedimiento:

• Lavar los electrodos del pHmetro con agua destilada.

• Calibrar el pHmetro con dos disoluciones tampon de pH 4 y 7.

• Lavar y secar los electrodos con agua destilada

• Con ayuda de una pipeta, obtenemos la cantidad necesaria para poder hacer la medición de aguas de entrada y la vertemos en un vaso de precipitados. Hacemos lo mismo con las aguas de salida.

• Introducimos el electrodo en el vaso de precipitados de manera que quede totalmente sumergido. Hacemos lo mismo con las dos muestras de aguas.

• Esperamos a que la cifra que muestra la pantalla del pHmetro se estabilice y finalmente anotamos el pH de cada muestra de aguas.

• Resultados, cálculos y tratamiento de datos

pH del agua de entrada = 6,97

pH del agua de salida = 7,33

• Conclusiones:

Tras determinar el pH de las muestras analizadas, llegamos a la conclusion que tanto el agua de entrada como la de salida tienen un pH muy cercano al 7, por tanto son neutras.

También podemos observar que el proceso de depuración no varía apenas el pH de las aguas, ya que entre el pH de entrada y salida hay muy poca diferencia.

• Presencia de amoníaco

• Objetivo:

El objetivo de este analisis es determinar la presencia de amoníaco en las muestras analizadas y observar si varía entre las aguas de entrada y salida de la depuradora.

• Fundamento teorico:

El amoníaco es un componente indicador de la presencia de procesos anaeróbicos en el agua.

Su presencia se puede determinar con el reactivo de Nessler, que tiene la siguiente fórmula:

(HgI4)K2 + KOH

Si la muestra de agua a analizar se vuelve de color amarillo al entrar en contacto con el reactivo de Nessler es debido a la presencia de amoníaco, según la siguiente reacción:

2 (HgI4)K2 + NH3 + 3 KOH I-Hg-O-Hg-NH4 + 2 H2O + 7KI

• Material:




• Muestras de agua de entrada y salida

• Pipeta

• Vasos de precipitados

• Tubos de ensayo

• Bunsen

• Recipiente oscuro de vidrio

• Cloruro mercurico HgCl2

• Ioduro potasico KI

• Hidroxido de sodio NaOH




• Procedimiento:

• Preparación del reactivo de Nessler:

• Disolver 6 g de cloruro mercúrico HgCl2 en 50 cm3 de agua caliente.

• Añadir 7,4 g de ioduro potásico KI previemente disueltos en 50 cm3 de agua.

• Dejar enfriar, decantar y lavar varias veces con agua

• Añadir 5 g de ioduro potasico KI y agua hasta disolverlo todo.

• Añadir 20 g de hidroxido de sodio NaOH que previamente han sido disueltos en poco agua.

• Dejar reposar, decantar y guardar en un recipiente de vidrio oscuro.

• Presencia de amoníaco:

• Introducir 10 ml de agua de entrada y salida en sus respectivos tubos de ensayo.

• Añadir 1 ml de reactivo de Nessler a cada tubo de ensato y esperar unos 5 minutos. Observar si aparece color amarillo.

• Resultados, cálculos y tratamiento de datos

Tras el analisis realizado con el reactivo de Nessler, las muestras de agua, tanto de entrada como de salida, se vuelven de color amarillo. Ademas, en ambos tubos de ensayo aparece un solido que precipita.

• Conclusiones

Mediante el reactivo de Nessler hemos observado la presencia de amoníaco tanto en las aguas de entrada y de salide de la depuradora. Por tanto, se puede deducir que durante el proceso de depuración no se elimina el amoníaco que contienen las aguas en su totalidad.

• Detrminación de los cloruros.

• Objetivos:

El objetivo de esta práctica es detrminar la concentración de iones cloruro en las muestras de agua y de salida de la depuradora mediante el método volumétrico.

• Fundamento teórico:

Los cloruros son aniones que generalmente se encuentran en aguas naturales en concentraciones muy variables.

Aunque no se conocen efectos tóxicos para el hombre en altas concentraciones de cloruros, se recomienda que su concentración en aguas potables no pase de las 250 ppm. Si se supera esta concentración y el agua continene iones de sodio aparece sabor salado.

Para la deterrminación volumétrica de cloruros en agua, se utiliza una disolución estandarizada de nitrato de plata (AgNO3). Esta sal se encuentra disociada, de manera que los iones de plata reaccionan con los de cloro y dan lugar a un precipitado blanco, el cloruro de plata, según esta reacción:

Ag+ + Cl- AgCl

Cuando todos los iones cloruro se han unido con los de plata, la reacción finaliza. Para determinar cuando sucede esto, utilizamos como indicador el cromato de potasio (K2CrO4). Esta sal también se encuentra disociada en el agua, de manera que los iones de plata que quedan sin reaccionar con los de cloro se unen con los iones cromato dando lugar a un precipitado naranja, según la reacción:

2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4

En resumen, cuando apreciamos un cambio a color naranja en el agua sabemos que la reaccion ha finalizado y ya podemos medir cuánto nitrato de plata hemos gastado. Esta cantidad nos permitirá saber la concentración de cloruros en el agua analizada.

• Materiales:




• Bureta

• Erlenmeyer

• Pipeta de 5 mL

• Nitrato de plata 0,01 M

• Soporte y pinzas de bureta

• Cromato de potasio

• Muestra de aguas de entrada

• Muestra de aguas de salida

• Agua destilada

• Indicador de pH

• Cuentagotas




• Procedimiento:

• Se coloca en un erlenmeyer 5 mL de la muestra de aguas de entrada, 3 gotas de cromato de potasio y 20 mL de agua destilada.

• Se mide el pH de la muestra. En este caso es aproximadamente 6. Añadimos unas gotas de hidróxido de sodio (NaOH), ya que es preferible que la muestra a valorar sea ligeramente básica.

• Se llena una bureta con nitrato de plata 0,01 M y se enrasa a 0.

• Se va añadiendo a la muestra gota a gota el nitrato de plata, hasta que se aprecia el cambio de color a naranja, que no desaparece al agitar. En este punto se anota la cantidad de nitrato gastada.

• Este procedimiento se lleva a cabo también con las aguas de salida, y se repite tres veces con cada una, para asegurarse de que la valoración es lo más exacta posible.

• Resultados, cálculos y tratamiento de datos:

• Aguas de entrada:

Volumen de nitrato de plata gastado:

1º Valoración = 4,7 mL

2ª Valoración = 4,6 mL

3ª Valoración = 4,8 mL

Utilizamos en los cálculos el valor medio de las tres valoraciones y lo expresamos en litros para calcular los moles de cloruro:

4,7 · 10-3 L AgNO3 · 0,1 mol Ag · 1 mol Cl- = 4,7 · 10-4 mol Cl-

1 L 1 mol Ag+

Ahora calculamos la concentración de cloruro dividiendo los moles por el volumen total de la disolución (5 mL), expresado en litros:

[Cl-] = 4,7 · 10-4 mol Cl- = 0,094 M

5 · 10-3 L

Finalmente expresamos la concentración en partes por millón (ppm):

0,094 M · 35,5 g Cl- · 1000 mg Cl- = 3337 ppm

1 mol Cl- 1 g Cl-

• Aguas de salida:

Volumen de nitrato de plata gastado:

1º Valoración = 5,5 mL

2ª Valoración = 4 mL

3ª Valoración = 4 mL

Utilizamos en los cálculos el valor medio de las tres valoraciones y lo expresamos en litros para calcular los moles de cloruro:

4,5 · 10-3 L AgNO3 · 0,1 mol Ag · 1 mol Cl- = 4,5 · 10-4 mol Cl-

1 L 1 mol Ag+

Ahora calculamos la concentración de cloruro dividiendo los moles por el volumen total de la disolución (5 mL), expresado en litros:

[Cl-] = 4,5 · 10-4 mol Cl- = 0,09 M

5 · 10-3 L

Finalmente expresamos la concentración en partes por millón (ppm):

0,09 M · 35,5 g Cl- · 1000 mg Cl- = 3195 ppm

1 mol Cl- 1 g Cl-

• Conclusiones:

Observando los resultados obtenidos en la determinación de cloruros podemos ver que la concentración en las aguas de salida es ligeramente menor que en las de entrada, de lo cual se deduce que no es un parámetro que varíe mucho durante el proceso de depuración.

De todas formas, la concentración en las dos muestras es muy alta. Teniendo en cuenta el criterio por el que se clasifica las aguas potables (que requieren una concentracion de cloruros menor que 250 ppm) es evidente que las muestras analizadas no son potables.

Molécula de agua

Muestras de agua de entrada y salida