Indicadores de la Calidad del Agua

• DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno): Expresa la cantidad de oxígeno necesaria para biodegradar la materia orgánica presente. Permite apreciar la carga del agua en materias putrescibles y su poder autodepurador, y de ello deducir la carga máxima aceptable.
• DQO (Demanda Química de Oxígeno): Es una medida del oxígeno disuelto en el agua que es necesario para oxidar toda la materia presente. Por tanto, es un parámetro que indica la cantidad de materia, orgánica e inorgánica, presente en el agua, y susceptible de ser oxidada.
• Eutrofización: Proceso propio de los sistemas acuáticos reducidos, como lagos, estanques y embalses, consistente en el incremento desmesurado de la producción primaria, es decir, del crecimiento de las poblaciones vegetales, planctónicas sobre todo. Este proceso se debe al gran aporte de nutrientes que reciben estos sistemas. Este aporte se ve incrementado por el vertido de productos químicos y detergentes al agua, que pueden ser aprovechados por los organismos planctónicos, produciéndose una explosión de crecimiento. Los fertilizantes químicos contaminan las aguas subterráneas, que de esta manera aumentan la concentración de sustancias nutritivas en los sistemas acuáticos reducidos. Evitar los vertidos industriales a las aguas, limitar el uso de fertilizantes químicos, y utilizar detergentes sin fosfatos son algunas de las soluciones para reducir el proceso de eutrofización de los sistemas acuáticos. A consecuencia del aumento de la producción primaria se forma una pantalla de fitoplancton que impide en gran medida la penetración de la luz en las zonas profundas, menguando el espesor de la zona fótica, con la consiguiente reducción de la fotosíntesis en estas zonas, mientras que la vegetación crece abundantemente en las capas superficiales. Al morir ésta, sus restos caen al fondo, donde se produce la mineralización de la materia orgánica con consumo de oxígeno, que acaba por desaparecer, hecho éste que favorece el desarrollo de bacterias anaerobias, que pueden extraer el oxígeno de los sulfatos, reduciéndolos a ácido sulfhídrico. A medida que este proceso avanza, la fauna que requiere abundancia de oxígeno va desapareciendo y siendo sustituida por especies menos exigentes.
• DTO (Demanda Total de Oxígeno): Mide el consumo de oxígeno total según unas determinadas reacciones químicas, que se desarrollan por la combustión catalítica de la materia orgánica.
• Contaminación Química del Agua: Presencia de sustancias químicas en el agua, algunos de los cuales son utilizados por los organismos acuáticos en sus propias reacciones metabólicas en tanto que otros no lo son, como los productos sintetizados por el hombre, que se acumulan en los organismos, pasando a los siguientes niveles tróficos mediante un proceso conocido como bioacumulación.
• Contaminación Biológica: Presencia de materia orgánica en el agua alterando la calidad de la misma, debido a la necesidad de oxígeno para la oxidación de la misma que disminuye el oxígeno disuelto.
• COT (Carbono Orgánico Total): Indicador de los compuestos orgánicos naturales o sintéticos, presentes en las aguas residuales.
• Nivel Freático: Zona en la cual las aguas procedentes de la lluvia, se filtran por gravedad a través de los huecos hasta una profundidad límite, en la cual los poros rocosos están tan anegados o saturados que el agua no puede penetrar más.
• Salinificación: Es el aumento de la concentración de las sales contenidas en determinada sustancia.
• Bioindicadores: Determinados organismos vivos que sirven como indicadores del grado de contaminación de un medio. Se utilizan bioindicadores para medir el grado de contaminación del agua, y algunos líquenes se utilizan para medir el grado de contaminación atmosférica.
• Mareas Rojas: Fenómeno que se produce en las zonas costeras debido a la floración de algas nocivas donde el mar toma tonalidades ocres, rojas y amarillas por la presencia masiva de organismos fitoplanctónicos y que en algunos casos produce toxinas que provocan daños económicos al afectar a la pesca y marisqueo.
• Biocidas: Sustancias químicas que destruyen formas de vida no deseadas, son de tres clases: insecticidas, herbicidas y fungicidas.

Otros Conceptos Relevantes

• Lixiviación: Líquido resultante del contacto de basuras, fertilizantes, pesticidas agrícolas con el agua de la lluvia, agua superficial o subterránea.
• Autodepuración: Conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que de un modo natural tienen lugar en una masa de agua para conseguir la destrucción de todos los contaminantes incorporados en ella.
• Contaminación del Agua: Aquellas sustancias químicas, seres vivos o formas de energía que se encuentran en proporción superior a las consideradas normales.
• Sobreexplotación de Acuíferos: Desastre que se ocasiona al extraer agua en cantidades superiores a su capacidad de recarga provocando un descenso del nivel freático y disminuyendo sensiblemente su utilidad como recurso.
• Intrusión Salina: Proceso por el cual el agua del mar, con su carga de sales y su mayor densidad, va invadiendo el espacio libre en el acuífero y desalojando el agua dulce produciéndose una solidificación del agua subterránea, inutilizándola para usos domésticos y agrícolas.
• Mareas Negras: Fenómeno que ocurre en el mar por vertido de hidrocarburos procedentes de accidentes de petroleros, fugas, vertidos ilegales y operaciones de bunkering o bien de las extracciones del crudo en alta mar en las plataformas petrolíferas.
• Biorremediación: Método eficaz y ecológico, que se basa en la siembra de poblaciones bacterianas junto a un sustrato inerte que degrada selectivamente los hidrocarburos al emplearlos en su metabolismo.
• Alcalinidad: Presencia de iones bicarbonatos o hidroxilos en el agua.
• Dureza del Agua: Expresada en concentración de carbonato cálcico en el agua, suponiendo riesgo para la salud.
• pH: Parámetro químico que se utiliza para la calidad del agua midiendo la acidez o basicidad.
• Índices del Agua: Son valores numéricos que engloban parámetros físicos, químicos y biológicos para expresar la valoración en la calidad del agua.
• Lagunaje: Consiste en la depuración biológica de aguas residuales mediante la construcción de lagunas artificiales, poco profundas que se llenan de agua para la depuración.
• Filtros Verdes: Sistema de depuración de aguas que consiste en terrenos cubiertos de vegetación arbórea de crecimiento rápido sobre el que se realiza el vertido de aguas residuales y por procesos físicos, químicos y biológicos intervienen microorganismos logrando la depuración.
• Fangos o Lodos: Proceso biológico para el tratamiento de aguas residuales colocándolas en depósitos grandes en condiciones aeróbicas en los cuales las bacterias degradan la materia orgánica.

Tipos de Contaminación

• Contaminación Puntual: Es producida por un foco emisor determinado afectando a una zona concreta, lo que permite una mejor difusión del vertido. Su detección y su control son relativamente sencillos. Un ejemplo de contaminación puntual sería el vertido de aguas residuales industriales o domésticas.
• Contaminación Difusa: Su origen no está claramente definido, aparece en zonas amplias en las que coexisten múltiples focos de emisión, lo que dificulta el estudio de los contaminantes y su control individual. Pueden producirse posibles interacciones que agraven el problema. Principalmente correspondería a la contaminación natural.

Origen de la Contaminación

• Natural: La contaminación natural consiste en la presencia de determinadas sustancias en el agua sin que intervenga la acción humana, estas sustancias pueden tener procedencias muy diversas: partículas sólidas y gases atmosféricos arrastrados por las gotas de lluvia y aguas del deshielo; pólenes, esporas, hojas secas y otros residuos vegetales, y excrementos de peces y aves acuáticas. Todos estos residuos naturales sufren una serie de procesos químicos y biológicos que forman parte de la capacidad autodepuradora del agua y en su mayoría son eliminados.
• Urbano: La contaminación de origen urbano es el resultado del uso del agua en viviendas, actividades comerciales y de servicios, lo que genera aguas residuales, que son devueltas al receptor con un contenido de residuos fecales, deshechos de alimentos y en la actualidad con un incremento de productos químicos.
• Agrícola: La contaminación de origen agrícola deriva del uso de plaguicidas, pesticidas, biocidas, fertilizantes y abonos, que son arrastrados por el agua de riego, llevando consigo sales compuestas de nitrógeno, fósforo, azufre y trazas de elementos organoclorados que pueden llegar al suelo por lixiviado y contaminar las aguas subterráneas.
• Industrial: La contaminación de origen industrial es una de las que produce un mayor impacto, por la gran variedad de materiales y fuentes de energía que puede aportar al agua.
• Antropogénico: Otras fuentes de contaminación de origen antropogénico son:
  • Los vertederos de residuos, tanto urbanos como industriales y agrarios.
  • La contaminación por restos de combustibles, como lubricantes, anticongelantes, asfaltos.
  • La contaminación de agua por fugas en conducciones y depósitos de carácter industrial.
  • Las mareas negras, ocasionadas por el vertido de petróleo crudo sobre el mar, principalmente como consecuencia de accidentes de los grandes buques petroleros o como resultado de limpieza.

Factores, Nivel y Efectos de la Contaminación

Factores y Nivel de Contaminación

• Tipo de receptor, es decir, si se trata de aguas superficiales o subterráneas.
• Cantidad y calidad del receptor.
• Características dinámicas o estáticas, que le dan mayor o menor poder, respectivamente, de “dispersión” de la contaminación y la posibilidad de una mayor autodepuración en el caso de que el agua no quede concentrada en un punto.
• Características de biocenosis, es decir, la mayor o menor presencia de organismos capaces de degradar la materia contaminada.

Contaminantes del Agua y sus Efectos

• Contaminantes Físicos.
• Contaminantes Químicos: Elementos y compuestos de naturaleza química variada, que alteran las propiedades del agua e hipotecan sus usos, que pueden ser orgánicos, inorgánicos y gases.
• Contaminantes Biológicos: Como la materia orgánica que participa en los procesos de descomposición y los microorganismos presentes en el agua, cuyo efecto más importante es la producción o transmisión de enfermedades, como el tifus, cólera, disentería, paludismo, etc., cuando sobrepasan unos valores límites.

Efectos Generales de la Contaminación del Agua

Contaminación de Ríos y Lagos: Eutrofización

Los efectos más importantes son:

• Restricción en el uso del agua.
• Alteraciones en la fauna y/o flora acuáticas.
• Apariencia y olor desagradables.

Entre las medidas que permiten minimizar y corregir la eutrofización, se encuentran las siguientes:

• Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas en ecosistemas acuáticos reducidos o con escasa dinámica.
• Depurar las aguas residuales antes de su devolución al receptor.
• Disminuir el contenido de los polifosfatos de los detergentes.
• Inyectar oxígeno puro en lagos y embalses afectados.
• Añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofíceas.

Contaminación de las Aguas Subterráneas

Las aguas subterráneas suponen un recurso hídrico importante puesto que su confinamiento en los acuíferos le proporciona unas características, según la naturaleza de los materiales por los que circula, en general aptas para su consumo. Pero ahora se ven seriamente afectadas por graves problemas como la contaminación, sobreexplotación y salinización; estos últimos íntimamente ligados.

La contaminación de las aguas subterráneas puede ser puntual, con un foco localizado y que afecta a zonas muy concretas y próximas al foco emisor; o difusa que afecta a una zona más extensa del acuífero.

Dadas las características que las aguas subterráneas poseen, escasa dinámica y baja capacidad autodepuradora se hace necesaria la aplicación de medidas que prevengan o disminuyan su contaminación. La sobreexplotación de un acuífero se ocasiona al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga, lo que puede provocar un descenso del nivel freático, disminuyendo sensiblemente su utilidad como recurso.

Contaminación del Agua del Mar

Los mares y océanos, al disponer de un gran volumen de agua, poseen una capacidad de autodepuración mucho mayor que la de los ríos, lagos y aguas subterráneas.

Entre los efectos más destacados está la muerte de organismos marinos por hundimiento al perder la flotabilidad, o pérdida de calor al alterarse el aislamiento térmico por la impregnación de crudo en las plumas y pelos.

Para combatir las mareas negras podemos aplicar medidas de carácter preventivo como la elaboración de reglamentaciones y leyes; exigencia para el transporte de crudo y sustancias peligrosas, de buques con doble casco; y medidas correctoras que permitan eliminar el crudo y paliar sus efectos.

Tratamiento de Aguas Residuales

Línea de Agua

Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la instalación, pasando por distintos tratamientos, hasta su vertido final al receptor.

1. Pretratamiento: Es la separación de sólidos en suspensión o flotantes de gran tamaño y densidad.
   • Desbaste o retención: A través de rejas finas o gruesas de los materiales más voluminosos. Posteriormente, y mediante una cinta transportadora depositan en contenedores para su transporte a vertederos municipales o incineradoras.
   • Desarenado: O sistema de circulación del agua en cámaras a velocidades controladas para provocar el depósito de arenas en el fondo y su posterior extracción y eliminación.
   • Desengrasado: O eliminación de grasas, aceites, y otros materiales flotantes. Su mecanismo es igual que el anterior. Para evitar malos olores se procede a inyectar aire durante el proceso.
2. Tratamiento Primario: Consiste en la separación se sólidos en suspensión y material flotante que no han sido retenidos en el pretratamiento. En primer lugar se produce una decantación en los denominados decantadores primarios, que son tanques en forma circular o rectangular, con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos. Después se completa con procesos de floculación, mediante el empleo de productos químicos que se combinan con los sólidos en suspensión, formando agregados de mayor tamaño, lo que facilita su flotación. Finalmente, existen procesos de neutralización o ajuste de pH que permiten los tratamientos posteriores.
3. Tratamiento Secundario: Es un conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica presente en el agua residual.
4. Tratamiento Terciario: Son métodos avanzados, complementarios o alternativos realizados para extraer materia orgánica suplementaria no eliminadas anteriormente o para reducir nutrientes como nitrógeno, fósforo y sus compuestos: sales inorgánicas disueltas que se retienen por los procesos de filtración, decantación o biológicos antes descritos.
5. Desinfección: Es un tratamiento final destinado a evitar problemas de salud debido a la existencia de bacterias y virus patógenos en el agua. Su utilización está en función del grado de eficacia de los tratamientos anteriores.

Línea de Fangos, Lodos o Biosólidos

Resulta de concentrar los contaminantes presentes en el agua residual, que siguen un recorrido distinto dentro de la depuradora y tienen otros tratamientos.

• Espesamiento de Fangos: Su finalidad es reducir el volumen de los mismos eliminando la mayor parte del agua que contienen, lo que facilita su manejo y el rendimiento de tratamientos posteriores. Para ello se emplean los espesadores, que se basan en mecanismos de gravedad o flotación.
• Estabilización de Fangos: Sirven para eliminar la materia orgánica presente en ellos. Este proceso se puede realizar por vía aerobia o anaerobia. En la estabilización aerobia se produce la oxidación de la materia orgánica presente en los fangos, para lo cual se necesita un aporte de oxígeno, y se airean los fangos de forma que los microorganismos puedan actuar.
• Acondicionamiento Químico: Mediante la adición de compuestos de dicha naturaleza o calor a presión, para provocar la coagulación de sólidos y facilitar el siguiente proceso.
• Deshidratación: Mediante secado, filtros prensa, centrifugación, para eliminar el agua que todavía contienen los fangos. Éstos pueden ser recogidos para su traslado a vertederos o sufrir procesos de incineración o fabricación de compostaje para su posterior aplicación a la agricultura.

Línea del Gas

Está formada por el proceso al que es sometido el biogás generado en el tratamiento de los lodos o fangos.

El gas resultante de la digestión de fangos constituye la llamada línea de gas, ya que puede ser reutilizado para aportar parte de la energía que la planta depuradora necesita para su funcionamiento. El gas que no es utilizado suele quemarse en una antorcha que tienen las estaciones depuradoras.