Tema 18 – La Tierra un planeta en continuo cambio. Los fósiles como indicadores. El tiempo geológico. Explicaciones históricas al problema de los cambios.

Tema 18 – La Tierra un planeta en continuo cambio. Los fósiles como indicadores. El tiempo geológico. Explicaciones históricas al problema de los cambios.

1.- Introducción

Si observamos la foto de satélite de la Tierra podemos darnos cuenta de que la mayor parte de la superficie terrestre está cubierta de agua. Casi las tres cuartas partes del planeta. En la zona del planeta donde hay tierra emergida (zonas continentales) también podemos encontrar agua formando ríos, lagos, embalses, aguas subterráneas y en los polos de la Tierra. Por último podemos encontrar agua en ciertas capas de la atmósfera, esta vez en forma de vapor de agua (gas) formando las nubes. Todo ello es lo que denominamos Hidrosfera Terrestre

Cuando el sol evapora el agua de los océanos, ríos y lagos, este vapor se condensa formando nubes que al enfriarse liberan el agua en forma líquida (lluvia) o de nieve, según sea el grado de enfriamiento. Esto constituye el ciclo hidrológico, que es de gran importancia para los seres vivos. Además se comentará la dinámica oceánica de gran trascendencia en el clima.

Muchas de las actividades antropogénicas, costumbres y hábitos de vida, supuestamente, modernas y avanzadas, pueden ser gravemente perjudiciales para el agua, contaminándola y haciendo que no se apta para su consumo, afectando a la cadena ecológica y, en definitiva, afectando a todos los seres vivos y a nosotros mismos. Por ello, se tocará un apartado de la contaminación del agua. Además se estudiará el análisis y la depuración de las mismas.

El agua es el componente característico de la Tierra. Sentó en el pasado las bases de la evolución biológica y sigue siendo hoy un elemento esencial para la vida. Es una materia de primer orden para cualquier actividad. Los principales problemas del agua están relacionados con su cantidad y calidad. Abordaremos un apartado de la escasez de agua, que trata esta temática.

Por último, se tocará un apartado especial acerca del agua en Canarias.

La hidrosfera.

La hidrosfera es la capa discontinua de agua que cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre. Si la hidrosfera estuviese repartida uniformente alrededor de la Tierra representaría una capa de cerca de 3 Km de espesor.

El agua puede encontrarse en sus tres fases: líquida, sólida (hielo) y gaseosa (vapor de agua), por lo tanto el agua se encuentra en los océanos, continentes y la atmósfera. Está desigualmente repartida en nuestro planeta. La inmensa mayoría se encuentra en los océanos (97%) y sólo una pequeña parte 3% es agua dulce. Está en los continentes repartida entre glaciares (2´4%), aguas subterráneas (0´597% ≈0´6%) y agua dulce superficial (0´003 %). Únicamente un 0´001% se encuentra en la atmósfera.

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Dos datos deben destacarse: el importante volumen de agua retenida en forma de hielo en los continentes, sobre todo si tenemos en cuenta que vivimos en un periodo interglaciar de una glaciación no especialmente intensa; y en segundo lugar, que el volumen de agua subterránea es un orden de magnitud mayor que el de los ríos y lagos. Esta observación nos servirá más adelante para analizar cómo utilizamos y explotamos los recursos hídricos.

El ciclo del agua en el planeta

Bajo el impacto de la energía solar el agua pasa de un estado a otro y circula por el planeta, impulsada por corrientes atmosféricas (vientos) y marinas configurando un circuito cerrado que se llama ciclo hidrológico o ciclo del agua. En realidad, el ciclo del agua no está completamente cerrado, los magmas aportan vapor de agua y pequeñas cantidades de agua pueden ser disociadas por los rayos UV, escapando el hidrógeno del campo gravitatorio.

El funcionamiento del ciclo hidrológico se puede materializar en una serie de intercambios. La evaporación transfiere el agua de los océanos y lagos a la atmósfera, gracias al aporte de energía solar. Además se produce vapor de agua de la transpiración de las plantas y por sublimación de la nieve a vapor de agua. El vapor de agua se acumula en las nubes que son transportadas por el viento. Bajo ciertas condiciones las nubes descargan el agua en forma de precipitación. El vapor de agua presente en la atmósfera posee un calor latente que es empleado en la evaporación. La condensación del vapor produce el desprendimiento del calor sobrante, que calienta la masa de aire y acelera su ascenso a niveles superiores. A medida que el aire húmedo asciende, se enfría y origina lluvia o nieve, según que la condensación se produzca por encima o por debajo de los O °C. La nieve, al descender, puede licuarse antes de llegar a la superficie de la Tierra o resistir durante mucho tiempo formando glaciares, que descenderán hasta que funda la nieve (deshielo), tras un nuevo aporte de energía solar.

La precipitación caída en forma de lluvia puede seguir varios caminos. Parte cae sobre la vegetación antes de alcanzar el suelo, las hojas se humedecen y almacenan una cierta cantidad de agua. El resto cae al suelo, excepto la parte interceptada por la vegetación que no llega al suelo. En función del tipo de suelo donde cae la lluvia y de su grado de humedad, el agua puede seguir dos nuevos caminos. Parte de ella es absorbida (Infiltración) y es retenida allí por las fuerzas de capilaridad. Si se alcanza el nivel de saturación, el agua se desplaza de nuevo hacia la superficie (surgencia) o se introduce más profundamente en el terreno y da lugar a la acumulación de agua subterránea. En el interior, el agua se mueve muy lentamente, sometida a fuerzas de capilaridad y gravitatorias, hasta que descarga en ríos y lagos a través de fuentes o directamente en el mar. Ya sea por la saturación del terreno, o bien porque la lluvia sea torrencial y no se infiltre, el agua fluye según las líneas de máxima pendiente (escorrentía), tras rellenar huecos, oquedades, etc., hasta alcanzar los torrentes y ríos.

Parte del agua retenida en la capa superficial del terreno es devuelta a la atmósfera por evaporación cuando cesa la lluvia. También se evapora parte del agua circulante por el terreno o por los ríos, completando la acción del sol sobre el mar. Las plantas absorben agua a través de sus raíces y circula hasta sus hojas donde se intercambia nuevamente con la atmósfera (transpiración). A menudo se engloba el agua que se evapora del suelo, el agua circulante y la que transportan las plantas, y se engloban ambos procesos bajo la denominación de evapotranspiración.

En lo que respecta a la velocidad de movimiento del agua en el ciclo es muy variable. El tiempo de residencia de una molécula de agua en la atmósfera se calcula en unos 10 días; en los ríos unos 13 días; en los océanos 36.000 años; en los glaciares aproximadamente igual que en los océanos y en las aguas subterráneas es muy cambiante, pudiendo llegar a millones de años en las aguas muy profundas (aguas fósiles) por lo que su eventual explotación debe realizarse en sumo cuidado ya que se trata de depósitos no recargables.

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El agua como recurso natural. clip_image006

Los usos del agua pueden ser:

o Consuntivos: Son aquellos en los que se realiza la extracción de agua de su lugar de origen para facilitar su consumo. Los primeros son aquellos que su utilización implica la pérdida de una parte del agua empleada. Entre éstos se encuentran los abastecimientos urbanos.

o No consuntivos: Son aquellos que devuelven casi todo el volumen empleado, aunque la calidad puede verse alterada. Son aquellos que consisten en el consumo de agua en su lugar de origen. Por ejemplo: la producción de energía eléctrica, la acuicultura, la navegación, los caudales con fines ambientales y paisajísticos.

Por otro lado, se puede dividir el uso del agua en primarios y secundarios. Siendo los primarios aquellos usos de estricta necesidad como el uso doméstico, y los secundarios aquellos que no son de estricta necesidad como el uso recreativo.

Contaminación acuática

Según la OMS, “el agua está contaminada cuando su composición o su estado natural se ven modificados, de tal modo que el agua pierde las condiciones aptas para los usos a los que estaba destinada”

1.1. TIPOS DE CONTAMINACIÓN

1. Según la forma de producirse la contaminación se distinguen:

o Las fuentes puntuales de contaminación son aquellas que vierten a una masa de agua a través de un foco muy localizado, como puede ser, por ejemplo una tubería; a este grupo pertenecen los vertidos industriales y los desagües de las redes de saneamiento municipales.

o Las fuentes no puntuales o difusas vierten la materia contaminante de forma difusa, y son difíciles de delimitar geográficamente. Muchas actividades humanas las provocan (agricultura, silvicultura, minería, construcción, uso de plaguicidas y abonos, etc.).

2. Según el origen se distinguen la contaminación natural y la antrópica:

o Contaminación natural

Consiste en la presencia de determinadas sustancias en el agua sin que intervenga la actividad humana: partículas sólidas, gases atmosféricos arrastrados por las gotas de lluvia y agua de deshielo, pólenes, hojas secas, residuos vegetales, excrementos de peces y de aves acuáticas. Todos estos residuos sufren una serie de procesos químicos y biológicos (los microorganismos oxidan la materia orgánica) que forman parte de la capacidad autodepuradota del agua y en su mayoría son eliminados.

o CONTAMINACIÓN ARTIFICIAL. Es la producida por la intervención humana y puede tener diversos orígenes:­

a) Origen urbano. Es el resultado del uso del agua en viviendas, actividades comerciales y de servicio, lo que genera aguas residuales que son devueltas al receptor con un contenido elevado de residuos fecales (contaminación por materia orgánica), desechos de alimentos y en la actualidad con un incremento de productos químicos como lejías, detergentes y cosméticos. También se pueden incluir en este grupo los vertidos por restos de combustibles, lubricantes, asfaltos propios de la actividad urbana.

b) Origen agrícola y ganadero. Derivan del uso de plaguicidas, pesticidas, herbicidas ­(todos ellos de elevada toxicidad y persistencia en el medio), fertilizantes y abonos con alto contenido en nitrógeno y fósforo. Todos estos productos llegan al agua por lixiviación. En explotaciones ganaderas la contaminación procede de los restos orgánicos que caen al suelo (excrementos) y de vertidos con aguas cargadas de purines y ­materia orgánica procedentes de la limpieza de las instalaciones.

c) Origen industrial. La industria es uno de los sectores que más contaminantes aporta a las aguas: materia orgánica, metales pesados con efecto bioacumulativos, sólidos de diversa naturaleza, sustancias que modifican el pH y temperatura, radiactividad, aceites, grasas y demás contaminantes en función de la actividad industrial.

d) Otras fuentes: Vertederos de residuos (urbanos, industriales o agrarios), usos de automóviles (produce aceites lubricantes, baterías, anticongelantes, etc) y accidentes y limpieza de petroleros (provoca las mareas negras).

1.2. CONTAMINACIÓN DEL AGUA CONTINENTAL

1.2.1.- LA CONTAMINACIÓN FLUVIAL

La humanidad está acostumbrada a usar los ríos como cloacas a cielo abierto. Se calcula que el sistema fluvial recibe 4 toneladas de contaminantes por habitante y año. La contaminación fluvial se produce por las industrias, actividades agrícolas, etc.

Aunque los ríos tienen una gran capacidad de autodepuración no pueden asumir, en muchos casos, tal cantidad de contaminantes, por lo que la contaminación fluvial ha aumentado mucho en los últimas décadas, especialmente en los países industrializados.

Se puede definir la depuración es un proceso que hace que aguas corriente abajo del punto en donde se ha producido un vertido, y pasado un tiempo en el propio punto del vertido, el agua vuelva a tener unas características similares a las que poseía antes del vertido.

1.2.2.- CONTAMINACIÓN LACUSTRE (Eutrofización)

Desde un punto de vista medioambiental los lagos son grandes almacenes de residuos. La contaminación de los lagos es de mayor magnitud que la de los ríos debido al carácter está­tico de la masa de agua, y son muy sensibles a procesos de eutrofización. En la naturaleza, los compuestos de nitrógeno, y sobre todo de fósforo, son con frecuencia sustancias nutrientes poco abundantes (factores limitantes) que controlan el crecimiento de la vegetación.

Este proceso de eutrofización consiste en un aumento de la productividad biológica que ocasiona un excesivo crecimiento de algas. Se produce por la introducción en el ecosistema lacustre de materia orgánica procedente de vertidos agrícolas o doméstico. El proceso se desarrolla de la siguiente manera: los aportes de fósforo y nitrógeno son utilizados por las algas del plancton (fitoplancton), cuyas poblaciones crecen desmesuradamente ­y forman una película sobre la superficie del agua. La actividad fotosintética del fitoplancton genera un incremento en la producción del oxígeno en la superficie que escapa a la atmósfera. En el interior del lago las condiciones van cambiando: disminuye la luz, se reduce de la actividad fotosintética, y disminuye el oxígeno disuelto lo que provoca la muerte de los seres aerobios y vegetales fotosintéticos yendo a formar parte de los sedimentos del fondo del lago. El agotamiento del nitrógeno provocará la muerte del fitoplancton que irá también al fondo del lago y proliferarán las algas cianofíceas que son oportunistas y fijan el nitrógeno atmosférico creciendo a expensas del fósforo del lago. Simultáneamente, la acumulación de los restos de seres vivos dará lugar a intensificación de la acción de las bacterias aeróbicas, que consumirán grandes cantidades de O2 para oxidar la materia orgánica en descompo­sición, provocando una situación de anoxia apta para el crecimiento de las bacterias anaerobias y la aparición de los procesos fermentativos en los sedimentos del fondo. Estos procesos producirán H2S y NH3 responsables del mal olor característico de aguas afectadas por este proceso.

La eutrofización puede aparecer también en ríos, estuarios costeros y mares cerrados que provoca la aparición de algas tóxicas que acaban con peces, aves acuáticas y mamíferos marinos. Entre las medidas que permiten minimizar y corregir la eutrofización, se encuentran las siguientes:

– Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas en ecosistemas acuáticos de escasa dinámica.

– Depurar las aguas residuales antes de su devolución a la cuenca receptora.

– Disminuir el contenido de los polifosfatos de los detergentes.

– Inyectar oxígeno puro en lagos y embalses.­

– Añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofíceas.

1.2.3.- LA CONTAMINACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

La contaminación de acuíferos es más grave que la de los ríos y lagos porque con frecuencia no se detecta hasta que no ha adquirido un carácter grave, además el concepto de autodepuración no existe para las aguas subterráneas. Las causas de la contaminación son filtraciones de aguas usadas en la industria, agricultura­s, lixiviados de vertederos y de alcantarillados.

La sobreexplotación de acuíferos provoca un descenso de la capa freática y si el acuífero está situado en una zona costera se produce el fenómeno de la intrusión salina: el agua salada (de mayor densidad que la dulce) invade los poros dejados libres por el agua extraída. Su mayor densidad le facilita desalojar al agua dulce residual hasta que todo el acuífero queda invadido por el agua salobre y se saliniza de forma irreversible.

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1.3. Contaminación del agua marina

Los mares y los océanos, al disponer de gran volumen de agua, poseen una capacidad de autodepuración mucho mayor que la de los ríos y lagos, pero esta misma característica los ­convierte en el sumidero de numerosas actividades.

Los mayores niveles de contaminación se alcanzan en mares cerrados y con escasa dinámica, como es el caso del Mediterráneo. El intenso tráfico marítimo aumenta el riesgo de accidentes de petroleros que ocasionan mareas negras. Los efectos de estas mareas negras dependen del tipo de petróleo o derivado, y del tipo de dinámica que presente el mar, pero en general un vertido de petrolífero se expande por la superficie del mar y una parte se emulsiona y se hunde debido al oleaje por lo que puede ser asimilado por los organismos acuáticos. Entre los efectos más destacados están:

– muerte de organismos marinos por hundimiento al perder la flotabilidad.

– la impregnación de crudo en plumas y pelos altera el aislamiento térmico de las aves acuáticas, que mueren por pérdida de calor.

– la mancha de petróleo impide la entrada de luz y oxígeno, lo que produce la muerte del fitoplacton (falta de luz) y zooplacton (falta de oxígeno), y con ellos muere el resto de la cadena trófica.

– Si el vertido sucede cerca de la costa se producen importantes pérdidas económicas (caso Prestige en Galicia) ya que se alteran las actividades pesqueras y turísticas.

La contaminación más importante, sin embargo, procede de los grandes núcleos urbanos e industriales situados en zonas costeras. Estos núcleos contaminan los ríos, que vierten sus aguas al mar cargadas de residuos urbanos e industriales: bacterias fecales y especies patógenas por un lado, y fósforo y otros nutrientes que provocan el crecimiento del fitoplancton.

En cuanto a los residuos radiactivos que han sido vertidos en las fosas oceánicas en la ­década de los 70 y 80, esta práctica ha sido reducida en gran medida y hasta prohibida en ciertos países. Las consecuencias a largo plazo de estos cementerios sumergidos en difíciles de prever, por lo que parece más acertado enterrarlos en zonas más fácilmente recuperables, en espera de avances técnicos en el reciclaje o en la neutralización de la basura radiactiva.

Sistemas de tratamiento y depuración , La calidad del agua

Se entiende por calidad natural del agua al conjunto de características físicas, químicas y bacteriológicas que presenta el agua en su estado natural, en los ríos, lagos, manantiales, acuíferos o en el mar.

La calidad que debe tener el agua es diferente según el uso al que se destine, puesto que no es lo mismo el suministro de agua potable a poblaciones, que el agua para el riego o para la producción de energía hidroeléctrica. Por consiguiente, se fijan criterios de calidad del agua según el uso al que se destina.

1.4. Análisis DEL AGUA

La calidad del agua puede determinarse por métodos físicos, químicos y biológicos:

1.4.1.- Métodos fisicoquímicos

Se basan en el estudio de parámetros fisicoquímicos del agua y se llevan a cabo mediante toma de muestras de los sistemas acuáticos con la determinación de sus características fisicas y con análisis de sus componentes químicos.

Estos métodos dan una información valiosa pero se refieren únicamente al momento en el que se obtuvo la muestra. No indican el estado anterior a la toma de muestras ni la capacidad de recuperación después de un aporte de contaminantes tanto en el tiempo como en el espacio.

Entre los parámetros físicos a determinar podemos destacar la transparencia o la turbidez, el color, el sabor, el olor y la conductividad eléctrica que es proporcional a la cantidad de sales disueltas.

Los parámetros químicos más útiles son:

– Presencia de iones bicarbonato, cloruro, sulfato, etc.

– El oxígeno disuelto (OD) cuya presencia es fundamental para el desarrollo de la vida. Las aguas superficiales limpias están saturadas de O2 pero si se realizan verti­dos orgánicos esta cantidad disminuye al ser utilizado este elemento para la descom­posición de la materia.

– La demanda biológica de oxígeno (DBO) es una medida de la cantidad de oxígeno que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica.

– La demanda química de oxígeno (DQO) sirve para valorar la cantidad de oxígeno necesario para oxidar químicamente la materia disuelta en el agua.

– El carbono orgánico total (COT) es la medida del contenido total de carbono de los compuestos orgánicos.

– El pH para valorar la acidez o basicidad del agua que lo normal es que oscile entre 6’5 y 7’5.

– La presencia de nitrógeno, que si es en forma de N orgánico o amoniacal, nos indica que se trata de una contaminación reciente.

– La dureza expresa la concentración de CaCO3 disuelto, y permite clasificar las aguas en blandas, si la concentración es menor a 50 mg/l de CaCO3, y aguas duras, cuando se dan concentraciones superiores a 200mg/l. Las aguas duras requieren más gasto de jabón y más energía en los procesos industriales además de ocasionar cálculos renales.

1.4.2.- MÉTODOS BIOLÓGICOS

Mide la contaminación biológica, que se puede deber a la presencia de virus, bacterias, hongos, algas y protozoos fundamentalmente, pero también de helmintos, nematelmintos y otros macroinvertebrados. No todos estos organismos son patógenos para las personas, por lo que el control biológico del agua se centra en las especies patógenas, especialmente en los microorganismos. Pero buscar todas las especies de microorganismos patógenos es costoso y difícil, debido a la gran existencia de diversidad existente y a que la relación patógenos/no patógenos es muy pequeña. Entonces se realiza el control del agua a través de los denominados indicadores biológicos, que miden la presencia y la cantidad de grupos amplios de microorganismos, no de especies.

Las biocenosis acuáticas que están sometidas a flujos contaminantes pueden testimoniar con sus fluctuaciones la calidad fisicoquímica de las aguas donde viven, sirviendo así como indicadores biológicos de la contaminación, ofreciendo la posibilidad de detectar y evaluar la integridad y extensión de la contaminación a largo plazo. Otra ventaja de los indicadores biológicos es que son sensibles a microcontaminantes que escapan del análisis químico.

Como indicadores biológicos se usan micro y macroinvertebrados debido a ciertas ventajas, como son tamaño aceptable frente a microorganismos, relativa facilidad de estudio y escasa capacidad de huida cuando el medio es desfavorable.

Los bioindicadores suelen ser invertebrados como blefarocéridos, perlas de agua, efímeras, frigáneas, colas de rata, gusanos oligoquetos y microcrustáceos. Sin embargo, no se puede desligar la valoración biológica de la realización del análisis físicoquímico que orienta sobre el origen de la contaminación.

1.5. DEPURACIÓN

Los sistemas de depuración de aguas contaminadas consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua con unas características físicas, químicas y biológicas lo más parecidas a su estado natural o, al menos, con características que hagan posible que el receptor y sus mecanismos de autodepuración recuperen ese estado natural.

1.5.1.- TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

No todos los equipos de depuración e instalaciones de plantas depuradas son iguales, van a depender de la naturaleza del agua residual a depurar, es decir, si procede sólo de usos domésticos o si contiene vertidos agrícolas o industriales.

Los sistemas de depuración pueden ser naturales o blandos, o bien tecnológicos o duros.

  • DEPURACiÓN NATURAL O BLANDA

Se basa en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales. Estos mecanismos requieren poco gasto de instalación y mantenimiento. Entre los métodos empleados destacamos el lagunaje que consiste en la construcción de lagunas artificiales poco profundas que se llenan con el agua objeto de depuración.

  • DEPURACIÓN TEGNOLÓGICA O DURA (EDAR)

Se realiza por medio de mecanismos existentes en las estaciones depuradoras en las que se utilizan procesos físicos, químicos y biológicos combinados o aislados. Se requiere fuertes inversiones en instalaciones, equipos y energía.

En una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) convencional podemos diferenciar:

Línea de agua:

Pretratamiento. Es la separación de los sólidos en suspensión o flotantes de gran tamaño utilizando rejas finas o gruesas (desbaste), desarenado mediante la circula­ción del agua por canales a baja velocidad, y desengrasado o eliminación de pelos y fibras por flotación a baja velocidad del agua.

Tratamiento primario. Separación de sólidos en suspensión y material flotante que no ha sido retenido en pretratamiento. La decantación se produce en los 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 floculantes que se combinan con los sólidos en suspen­sión formando agregados de mayor tamaño, lo que facilita su flotación y extracción.

Tratamiento secundario. Es un conjunto de procesos biológicos cuya finalidad es eliminar la materia orgánica presente en el agua residual. El proceso más utilizado es el denominado fangos activos que consiste en colocar el agua residual en depósitos de grandes dimensiones, y bajo condiciones aerobias, para favorecer la degradación bacteriana de la materia orgánica por procesos de oxidación. Para ello se necesita un aporte de de oxígeno que se realiza mediante turbinas o difusores. Esto da lugar al crecimiento de microorganismos que después serán eliminados en posteriores fases constituyendo el llamado fango activo.

El tratamiento terciario. Son métodos alternativos y complementarios para extraer la materia orgánica suplementaria o reducir nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Este tratamiento resulta caro y es poco usado.

Desinfección. Es un tratamiento final destinado a la eliminación de microorganismos­ patógenos del agua mediante procedimiento de cloración u ozono.

Como resultado de todos estos tratamiento tenemos un agua residual de buena apariencia y que será vertida y por otro lado una concentración de contaminantes y microorganismos (lodos o fangos) que han sido retirados del agua residual y que ahora hay que tratar en la línea de fangos.

Línea de fangos.

Espesamiento de fangos. Reducir el volumen de los mismos eliminado el agua bien por gravedad o por flotación.

Estabilización de fangos. Eliminación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia siendo esta última la más empleada; se realiza en unos digestores que son unos depósitos cerrados donde tiene lugar las reacciones de fermentación que estabilizan la materia orgánica transformándola en ácidos y gases como el metano y el CO2 que forman el biogás.

Acondicionamiento químico. Se añade cal cloruro férrico para provocar la coagulación definitiva de los sólidos del fango.

Deshidratación. Mediante secado, filtros, prensa y centrifugación se elimina el agua que todavía queda en los lodos. 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 de gas:

El gas resultante de la digestión de fangos constituye la 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 se suele quemar en una antorcha que tienen las estaciones depuradoras.

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1.6. TRATAMIENTO DEL AGUA PARA CONSUMO

El agua posee unas características físicas, químicas y biológicas que impiden su directo consumo en casos de consumo humano y tiene que ser sometida a unos tratamientos para convertirla en agua potable. La potabilización se realiza en las estaciones de tratamiento de aguas potables (ETAP):

– Tratamiento global. Consiste en aplicar diferentes procesos físicos (decantación, filtrado y tamizado) que permites separar las partículas presentes por su tamaño y procesos químicos como la coagulación y floculación para formar agregados de partículas y su posterior precipitación.

– Tratamiento especial. Desinfección que puede realizarse por cloración como método rápido y barato pero presenta el inconveniente de aportar un sabor desagradable al agua o i ozono y radiaciones ultravioletas que son procedimientos caros pero más efica­ces. En aquellas zonas de aguas duras se hacen tratamiento finales para afinar la dureza del agua y evitar los depósitos calcáreos en la red de abastecimiento

El agua como recurso natural. Gestión del agua. Criterios para un uso sostenible del agua.

Del balance hidrológico del ciclo del agua sólo quedan 9.000 km3 de agua directamente dispo­nibles para la explotación mundial. Esto supone una abundante provisión de agua, suficiente, en principio, para abastecer a 20.000 millones de personas. Ahora bien, debido a que la población y el agua se hallan irregularmente distribuidos, la disponibilidad local varía de forma notable.

Los balances entre evaporación y precipitación realizados país por país dividen al mundo en países pobres y ricos en cuanto a disponibilidad de agua. Algunos de estos últimos dependen de la desalinización del agua marina. Además, la tasa de consumo de agua por persona difiere considerablemente de un país a otro. Por ejemplo, en Estados Unidos se consume por término medio 70 veces más agua por habitante que en Ghana.

Aunque los usos a que se destina el agua cambian en función del país, la agricultura es la actividad de mayor consumo con un 73 % como media mundial y en el caso de España un 80 %. Cerca de 3 millones de km2 de tierra son convertidas en regadíos y cada año se añaden aún más. Las prácticas de regadío seguidas por la mayoría de los países son derrochadoras y sólo un 37% de toda el agua de regadío se emplea en las cosechas, el resto no llega a ser absorbido y se pierde.

Las carencias de agua se han estado resolviendo mediante la construcción de presas, trasvases y explotación de aguas subterráneas. Pero los proyectos de gestión hídrica debe­rían propiciar un consumo eficaz del agua en lugar de aumentar el suministro. Esta última es la opción más costosa, y en cualquier caso, lo único que hace es retrasar una crisis inevitable puesto que muchos países están acabando con sus reservas de agua.

Las medidas generales para conseguir un uso más eficaz y racional de los recursos hídricos son:

l. Reducción del consumo agrícola

– Cambios en los sistemas de regadío: riego por impulsos y por goteo.

– Mejora de las prácticas de gestión del agua: regar más campos con igual cantidad de agua, aumentar el precio del agua para riego con el fin de evitar derroches.

2. Reducción del consumo en la industria

– Incentivos para industrias que reduzcan el consumo

– Ingenierías que reduzcan el flujo de agua y eviten pérdid­as en las conducciones.

– Reciclado del agua de circuitos de refrigeración

3. Reducción del consumo urbano

– Empleo de instalaciones de bajo consumo.

– Precios del agua de acordes con su verdadero valor.

– Paisajismo xerofítico en los jardines.

– Reutilización de las aguas residuales depuradas para agricultura y riego de jardines y parques.

4. Soluciones de carácter técnico

– Embalses.

– Trasvases

– Actuaciones sobre el curso de los ríos

– Desalinación del agua de mar.

– Control de acuíferos

En cualquier caso las medidas de carácter técnico tienen un coste económico y ambiental muy elevado y solo deben abordarse cuando tengan una clara justificación.

5. Soluciones de carácter político

– Promulgación de leyes sobre contaminación y regulación del consumo de agua.

2.- El agua en Canarias

Las Islas Canarias son de origen volcánico y con un substrato geológico heterogéneo y variable, motivado por los diferentes episodios de su formación con coladas de naturaleza y características diferentes, intercaladas con masas de piroclastos. Por ello, la mayor parte de los materiales que conforman las islas se caracterizan por una gran permeabilidad y porosidad, aunque encontramos algunos materiales impermeables, como son los almagres, los diques y coladas muy compactas. Esto hace que tengamos que extraer el agua del subsuelo (aguas subterráneas).

El agua afecta a la habitabilidad de las Islas y a su desarrollo. Las precipitaciones como lluvia, tal como la entendemos normalmente, son escasas y totalmente insuficientes. Además, la permeabilidad del suelo hace que se filtre, sin prácticamente posibilidad de recogerla en embalse.

La mayor parte del agua la obtenemos por precipitación horizontal. Los vientos alisios (900-1.500 m.) que llegan a las islas desde el NE cargados de humedad, recogida de la evaporación oceánica, al encontrarse con nuestras montañas ascienden, con lo que se condensa el agua hasta llegar al punto de saturación, formando nubes. Al chocar con la superficie de las islas, descargan el agua en forma de rocío, produciendo la llamada lluvia horizontal. La presencia de vegetación aumenta la superficie de contacto, que incrementa la descarga. Por ello, este fenómeno es importante en las islas de mayor altura y con masa forestal.

Del total de agua de precipitación que cae sobre una isla el 72% se pierde por evaporación y escorrentía, el resto se infiltra en el terreno y formará las reservas de aguas subterráneas que luego se captarán por medio de pozos y galerías.

2.1. Los recursos naturales disponibles y su evolución.

Los recursos naturales disponibles son los que aporta el ciclo hidrológico y el ser humano es capaz de captar para su uso. El aprovechamiento de los recursos naturales hidráulicos del archipiélago se ve condicionado en gran manera por los factores naturales. En general existen tres formas de hacerlo:

– Aprovechamiento directo de las lluvias: Es la forma más primitiva pero que más imaginación ha derrochado en Canarias tradicionalmente. Así lo demuestran la abundancia de aljibes en las zonas más desfavorecidas o los sistemas de reducción de la evapotranspiración (enarenados) utilizados en Lanzarote. Principalmente en las islas orientales se han utilizado técnicas, como las gavias, que intentan encauzar y remansar el agua de lluvia, provocando la máxima infiltración en terrenos que luego son cultivados.

– Captación de aguas superficiales: Este sistema se ve dificultado por la permeabilidad de los suelos, la abrupta orografía de algunas islas, la pequeña dimensión de sus cuencas y la gran cantidad de sedimentos que arrastran las aguas de escorrentía. Aún así estos métodos se han llevado casi hasta sus últimas consecuencias donde se ha podido, como se puede observar en la profusión de presas de Gran Canaria y en menor medida La Gomera. Donde las características del suelo no lo permiten también se han aprovechado estos recursos, mediante la impermeabilización de balsas como en Tenerife y La Palma o mediante charcas sobre terrenos arcillosos como se aplica en las islas más orientales. No obstante, estos métodos, sólo aportan un pequeño porcentaje de la satisfacción de la demanda. En Gran Canaria, que es donde más embalses hay y de mayor capacidad, no llega a suponer el 7 % del agua producida, cuando las condiciones meteorológicas lo permiten.

La construcción de grandes presas pretende rescatar el 15% de las aguas que se perderían por escorrentía; pero se tropieza siempre con graves problemas: la gran permeabilidad de los terrenos volcánicos, la gran capacidad de arrastre de las avenidas, que tienden a colmatar rápidamente las presas, la escasez de vasos con un volumen útil aceptable, y sobre todo la inexistencia de cursos de agua fijos (ríos), por lo que estas presas deben mantener el agua durante largos periodos. Las mejores presas se encuentran en Gran Canaria y La Gomera

– Captación de aguas subterráneas: Actualmente es el recurso hidráulico más importante en el archipiélago. Su captación se realiza por medio de tres sistemas: manantiales, galerías y pozos.

El descenso acusado en el nivel freático de los acuíferos de las Islas debido a un desequilibrio entre los aportes y las pérdidas, han obligado al empleo de plantas de depuración de aguas residuales y potabilizadoras que desalinizan el agua de mar.

2.2. Implicaciones ambientales

Entre las implicaciones ambientales de la gestión del agua en Canarias hay que destacar varios apartados:

Sobreexplotación de recursos naturales

Implica principalmente a la sobreexplotación de los recursos subterráneos a través de pozos, sondeos y galerías. Cuando las extracciones globales superan con mucho la capacidad de recarga de los acuíferos, el nivel freático disminuye. Se ven afectados primeramente los manantiales naturales, disminuyendo su caudal o desapareciendo prácticamente, posteriormente las propias captaciones subterráneas han de rediseñarse para mantener los caudales. En general, en relativamente poco tiempo, se generan problemas ambientales y socioeconómicos:

· Agotamiento de galerías

· Abandono de pozos

· Desabastecimiento de las áreas de riego dependientes de cada fuente de suministro

· Incrementos de los precios del agua

· Abandono de la agricultura

· Erosión del suelo

· Deterioro del paisaje

· Disminución de la capacidad de producción del sector primario en las áreas rurales

· Agotamiento prácticamente irreversible de las reservas acumuladas durante largos períodos

· Afección forestal

· Contaminación de los acuíferos costeros por intrusión marina.

Otro aspecto directamente relacionado con la sobreexplotación de los recursos subterráneos y su escasez, es la desaparición de comunidades higrófilas asociadas a cauces permanentes de agua, que aparte de tener un valor escénico y paisajístico, tiene un alto interés ecológico. En este caso surgen competencias de uso que desembocan, en algunos casos, en el entubamiento de los cauces ya sea para minimizar pérdidas por evapotranspiración o para darle un uso energético al agua, como ha ocurrido en La Palma, en la Reserva de La Biosfera del Canal y Los Tiles.

En cuanto a la explotación de los recursos superficiales, se puede llegar a producir efectos perniciosos cuando se pretende llevar hasta las últimas consecuencias la regulación de barrancos, de tal forma que desaparecen asentamientos, comunidades vegetales y animales singulares, etc

2.3. Nuevas tecnologías para la producción de agua

En la mayoría de las islas Canarias las demandas superan la disponibilidad de recursos naturales. Así se introducen las técnicas de desalación de agua de mar como medio para equilibrar el déficit hídrico por áreas. En los últimos años y debido a los procesos de intrusión marina y a la existencia aguas contaminadas por procesos de origen volcánico, han proliferado las pequeñas plantas de desalinización de aguas salobres. Un ejemplo es la desalinizadora de S/C, que utiliza ósmosis inversa para desalinizar el agua.

También asociado al cumplimiento de la legislación vigente en materia de control de vertidos de agua residuales, a las necesidades hídricas de la agricultura y al incremento de precios del agua blanca, en la mayoría de las islas se ha planificado la red de depuradoras de aguas residuales con la idea de aportar nuevos recursos para su reutilización, principalmente en el sector agrícola. Demanda energética y dependencia del exterior

A medida que las demandas se incrementan y los recursos naturales renovables y no renovables son incapaces de satisfacerlas, se hace necesario de introducir recursos exógenos. Estos vienen de la mano de las tecnologías de desalación de agua de mar. Por otro lado, el deterioro de la calidad de los recursos subterráneos muchas veces requiere introducir sistemas desalinización para posibilitar su aprovechamiento. Salvando estos aspectos, la gestión del agua en nuestras sociedades requieren cada vez más recursos energéticos para acciones como la captación de aguas de pozos y sondeos, el transporte y distribución hasta los puntos de consumo, así como para su tratamiento en los sistemas de depuración convencionales.

3.- Conclusión

La vida sobre la Tierra apareció en el medio acuoso, en los océanos primitivos y luego, después de muchos miles de años de evolución biológica, aparecieron los primeros seres vivos terrestres. Pero que no se independizaron del todo del agua, ya que la necesitaban como un alimento más y como medio para regular sus funciones vitales.

La hidrosfera terrestre constituye el sustento de la vida, sin ella, sin agua, no habría vida en este planeta. Además, todos los seres vivos estamos formados por un alto porcentaje de agua. Nuestro cuerpo es agua en más de un 70%. Pero a pesar de la abundancia de agua en el planeta, no toda es utilizable. La mayor parte, el agua de los océanos, es agua salada, incluye sales minerales formadas por elementos como el sodio, potasio y cloro en diferentes concentraciones. Solamente podemos utilizar directamente las aguas dulces presentes en las zonas continentales o en los polos. 

Por otro lado, más del 70% de los ríos, arroyos y lagos del mundo están contaminados por vertidos urbanos, agrícolas o industriales. Además, como más de la mitad de las enfermedades infecciosas conocidas dependen del agua para su transmisión, y las aguas con agentes infecciosos son, a menudo, las únicas disponibles para la población, resulta que a través del agua mueren al menos 25 millones de personas al año en los países subdesarrollados. Enfermedades que eran muy poco frecuentes en Occidente, como la malaria, el cólera y la hepatitis A, están rebrotando en el centro y el este de Europa por la mala calidad del agua. Por ello, los seres humanos, debemos ser conscientes de su importancia y hacer un uso racional del agua, no abusando en su consumo y no malgastándola. Además se debe evitar la contaminación de las mismas.

4.- Bibliografía

q Libro de oposiciones Aula Abierta.

q Apuntes del www.temario.com

q http://recursos.cnice.mec.es

q CTM. 2º bachillero. Santillana