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Agua

Características del agua

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Agua

  1. 1. 1 Tomado de la cátedra Manuel Ancizar. Universidad nacional Roberto Angel Conde
  2. 2. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA 2
  3. 3. CONTENIDO • Introducción. • La Humedad. • ¿Cuánta agua hay?. • Propiedades físicas. • Propiedades químicas. • Interés sanitario. • Caracterización del agua. • Huella hídrica. • Conclusiones. • Referencias. 3
  4. 4. INTRODUCCIÓN • CONTEXTO EN LA CÁTEDRA MANUEL ANCÍZAR • ENFOQUE DESDE LA INGENIERÍA AMBIENTAL • PROPÓSITO PRINCIPAL: COMPARTIR INFORMACIÓN BÁSICA SOBRE LAS PROPIEDAS FÍSCAS Y QUÍMICAS DEL AGUA, COMO REFERENCIA DE TÉRMINOS Y CONCEPTOS A LAS DISTINTAS CONFERENCIAS DE LA CÁTEDRA. 4
  5. 5. LA TIERRA: SUS ESFERAS • ATMÓSFERA • LITÓSFERA • HIDRÓSFERA • BIÓSFERA • ANTROPÓSFERA Imagen tomada de: http://www.efektotv.com/noticia/7108-difundio-nasa-imagenes-nocturnas-del-planeta- tierra.html 5
  6. 6. CICLO HIDRÓLOGICO PRECIPITACIÓN CONDENSACIÓN INTERVENCIONES ANTRÓPICAS EVAPORACIÓN ESCORRENTÍA INFILTRACIÓN ACUÍFEROS 6
  7. 7. LA HUMEDAD • RELACIONES DETERMINATES • AGUA – AIRE CARTA PSICROMÉTRICA 7 TEMPERATURA KG DE AGUA POR KG DE AIRE SECO HUMEDAD RELATIVA (%)
  8. 8. LA HUMEDAD • RELACIONES DETERMINATES • AGUA – SUELO (SÓLIDOS) SOLIDO «SECO» AGUA DE CRISTALIZACIÓN HUMEDAD RESIDUAL HUMEDAD DE EQUILIBRIO SATURACIÓN DEL LÍQUIDO LODOS - PASTAS SÓLIDOS SUSPENDIDOS SÓLIDOS DISUELTOS AGUA «PURA» 8 SOLIDOS (%) AGUA (%)
  9. 9. CUÁNTA AGUA HAY? PROPORCIÓN (PPM) TOTAL: 1386 Millones de km3 OCEANOS Y MARES 965000 CASQUETES POLARES 17400 AGUA SUBTERRÁNEA SALADA 9400 AGUA SUBTERRÁNEA DULCE 7600 PERMAFROST 220 LAGOS DE AGUA DULCE 70 LAGOS DE AGUA SALADA 60 HUMEDAD SUELO 10 HUMEDAD ATMOSFÉRICA 10 EMBALSES 8 RÍOS 2 AGUA BIOLÓGICA 1 TOTAL AGUA DULCE 25320 9 ACTUAL
  10. 10. INDICE DE ARIDEZ
  11. 11. BALANCE DE AGUA EN EL CUERPO HUMANO CONTENIDO PROMEDIO 1,4 1 0,2 1,3 1 0,3 Bebida Alimentación Metabolismo Metabolismo Transpiración Heces INGRESO TOTAL 2,6 L EGRESO TOTAL 2,6 L 12 70%
  12. 12. Densidad PROPIEDADES FÍSICAS Presión de vapor Visco-sidad Propie-dades térmicas Conducti-vidad eléctrica Tensión superficial Conta-minación térmica Agua y energía Color y turbiedad 13
  13. 13. DENSIDAD • GRAVEDAD ESPECÍFICA • AGUA: (g/cm3) • LIQUIDO: 1.0 • SÓLIDO: 0.92 • VAPOR SATURADO A 100°C 0.00058 A 340°C 0.09381 OTROS FLUIDOS: AGUA DE MAR: 1.025 GASOLINA: 0.7 ALCOHOL: 0.79 MERCURIO: 13.6 MADERA: 0.3 A 0.9 ORO: 19.2 HUESOS: 1.7 – 2.0 CARBÓN: 1.2 – 1.3 AIRE: 0.0013 14 MENOR EN EL SÓLIDO QUE EN EL LÍQUIDO !!
  14. 14. PRESIÓN DE VAPOR 15
  15. 15. COLOR Y TURBIEDAD • CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS RELACIONADAS CON LA CALIDAD DEL AGUA PRODUCCIÓN DE CLORAMINAS Y OTROS COMPUESTOS COLOREADOS POR LA PREPARACIÓN DE CLORO CON EN LA CELDA No. 2 16
  16. 16. PROPIEDADES TÉRMICAS • CALOR ESPECIFICO : 1 cal/g °C • CALORES LATENTES • EVAPORACIÓN 540 cal/g • FUSIÓN 80 cal/g 17
  17. 17. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA INDICADOR DE IONES DISUELTOS EN AGUA. 18
  18. 18. VISCOSIDAD (kg/m. s) • AGUA: • A 20°C: 0.0010 • A 100°C (LIQ): 0.00028 • A 100°C (VAP): 0.000012 • OTROS FLUIDOS: • ACEITE MOTOR: 0.1-0.9 • GASOLINA: 0.00029 • AIRE: 0.000018 19
  19. 19. TENSIÓN SUPERFICIAL • ENERGÍA “SUPERFICIAL”. • INTERFACES LIQUIDO-GAS. • FUERZA DE COHESIÓN. • CAPILARIDAD. PEQUEÑOS DIÁMETROS. 20
  20. 20. CONTAMINACIÓN “TÉRMICA” • PRODUCE UN CAMBIO DE CONDICIONES EN LAS FUENTES RECEPTORAS 21
  21. 21. AGUA Y ENERGÍA • PRESIÓN • VELOCIDAD • ALTURA 22
  22. 22. Molécula del agua PROPIEDADES QUÍMICAS Solvente “Universal” Disolución Suspensión y arrastre Otras sustancias O2 en el agua Y Demanda de O2 Aniones y cationes 23
  23. 23. MOLECULA DEL AGUA HIELO AGUA LIQUIDA AGUA EN EBULLICIÓN Imagen basada en : http://www.um.es/molecula/grafagua/est-agua.gif 24 ESTRUCTURA BIPOLAR
  24. 24. SOLVENTE UNIVERSAL • BIPOLAR - DISOLUCIÓN • ARRASTRE Y SUSPENSIÓN DE PARTÍCULAS NO SOLUBLES 25 SÓLIDOS DISUELTOS SÓLIDOS SUSPENDIDOS
  25. 25. OXÍGENO EN EL AGUA Y DEMANDA DE O2 • Oxígeno disuelto (OD). • Demanda química de oxígeno (DQO). • Demanda biológica de oxígeno (DBO). 26
  26. 26. OXÍGENO DISUELTO EN EL RIO BOGOTÁ
  27. 27. ANIONES Y CATIONES • SALINIDAD. • DUREZA. 28
  28. 28. OTRAS SUSTANCIAS • GRASAS Y ACEITES. • DETERGENTES. • TÓXICOS • METALES PESADOS. • CONTAMINANTES ORGÁNICOS 29
  29. 29. INTERÉS SANITARIO • VIDA EN EL AGUA. • ENFERMEDADES. • INDICADORES.  COLIFORMES • SISTEMAS HIDRÁULICOS. 30
  30. 30. REDUCCIÓN DE MICROORGANISMOS POR EFECTOS DEL TRATAMIENTO Coliformes fecales en las excretas humanas (1.950.000.000 CF / persona día) Aguas residuales municipales, sin tratar (8.260.000 CF/100 ml) Reducciones por tratamiento de las aguas residuales Reducción acumulativa (%) CF/100 ml supervivientes Tratamiento primario 50 4.130.000 Tratamiento secundario 80 1.652.000 Tratamiento terciario 98 165.200 Desinfección 99.99 800 Tratamiento del agua para suministro Reducción acumulativa (%) CF/100 ml superviviente Almacenamiento del agua sin tratar 50 200-350 Coagulación / sedimentación 60 80-140 Filtración 99,9 0,8-1,4 Desinfección 99,9999 0,00008-0,00014 Adaptado de: Romero, J.
  31. 31. CARACTERIZACIÓN DEL AGUA • NORMATIVIDAD ACTUAL. • RESOLUCIÓN 2115 DE 2007 (CARACTERÍSTICAS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO.) • DECRETO 1594 PARA VERTIMIENTOS • AGUA POTABLE. • CALIFICACIÓN DE LAS FUENTES. 32
  32. 32. USOS DEL AGUA CON BASE EN LA CALIDAD • CAMBIOS EN LA CALIDAD DEL AGUA. • CONTAMINACIÓN. • AUTODEPURACIÓN. • AGUAS GRISES. • SISTEMAS DE TRATAMIENTO. • VALORACIÓN DEL AGUA. 33
  33. 33. CALIDAD DEL AGUA
  34. 34. HUELLA HÍDRICA • Ciclo de vida. • Requerimientos de agua en el ciclo de cada producto o servicio. 35
  35. 35. CICLO DE VIDA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS Y SERVICIOS TRANSFORMACIÓN ADQUISICION DE MATERIA PRIMA PRIMARIA USO Y CONSUMO RETIRO Y DESCARTE TRATAMIENTO Y DISPOSICION Adaptado de: U.S. EPA. Life Cycle Design Guidance Manual. EPA 600/R-92/226 Story of Stuff. Ann Leonard. Incluyendo: LCA (Análisis de ciclo de vida) aplicado a procesos en Colombia en: Control de Operaciones y procesos (U. Central). Gerencia Ambiental (Forum - U. de la Sabana) y Prevención de la Contaminación Industrial (U. Nacional) Transferencia de materiales (Incluye transporte y empaque) Reciclado Remanufactura Reciclado de ciclo cerrado Reciclado de ciclo abierto o cerrado a ciclos de otros sistemas Reutilización Agua - Energía Mano de Obra Insumos Residuos Residuos Residuos Residuos Residuos Residuos Residuos COMERCIALIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos Agua - Energía Mano de Obra Insumos
  36. 36. A MANERA DE CONCLUSIÓN • AGUA COMO SISTEMA DE TRANSPORTE A DIFERENTES ESCALAS. • LA VIDA COMO LA CONOCEMOS. • LAS PRINCIPALES AMENAZAS (Y OPORTUNIDADES). • CONTAMINACIÓN CRECIENTE • CAMBIO CLIMÁTICO • NUEVA CONCIENCIA SOCIAL 37
  37. 37. PRINCIPALES REFERENCIAS RECOMENDADAS • IDEAM. «Estudio Nacional del Agua». 2010. • Leonard, Annie. «La historia de las cosas». FCE , 2010. • Marín, Rodrigo. «El Agua un Derecho Intransferible». Kimpres. 2004 . • Masters, G. & Ela, W. «Introducción a la ingeniería medioambiental». Pearson. 2008. • Mindesarrollo. “Reglamento de Agua potable y saneamiento básico. RAS” – 2008. • Novotny, V. , Ahern, J. & Brown, P. «Water centric Sustainable Communities». Wiley. 2010. • Pauli, Gunter. “La economía azul”. Tusquets. 2011. • Romero, Jairo. «Tratamiento de Aguas Residuales». ECI. 2006. 38

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