Características del agua

1. 1
Tomado de la cátedra
Manuel Ancizar.
Universidad nacional
Roberto Angel Conde

2. PRINCIPALES
CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS Y QUÍMICAS
DEL AGUA
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3. CONTENIDO
• Introducción.
• La Humedad.
• ¿Cuánta agua hay?.
• Propiedades físicas.
• Propiedades químicas.
• Interés sanitario.
• Caracterización del agua.
• Huella hídrica.
• Conclusiones.
• Referencias.
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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.
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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. CICLO HIDRÓLOGICO
PRECIPITACIÓN
CONDENSACIÓN
INTERVENCIONES
ANTRÓPICAS
EVAPORACIÓN
ESCORRENTÍA
INFILTRACIÓN ACUÍFEROS
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7. LA HUMEDAD
• RELACIONES DETERMINATES
• AGUA – AIRE
CARTA
PSICROMÉTRICA
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TEMPERATURA
KG DE AGUA POR KG
DE AIRE SECO
HUMEDAD
RELATIVA (%)

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. 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

11. INDICE DE ARIDEZ

12. 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%

13. 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
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14. 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 !!

15. PRESIÓN DE VAPOR
15

16. 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
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17. PROPIEDADES TÉRMICAS
• CALOR ESPECIFICO : 1 cal/g °C
• CALORES LATENTES
• EVAPORACIÓN 540 cal/g
• FUSIÓN 80 cal/g
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18. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
INDICADOR
DE IONES
DISUELTOS
EN AGUA.
18

19. 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
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20. TENSIÓN SUPERFICIAL
• ENERGÍA “SUPERFICIAL”.
• INTERFACES LIQUIDO-GAS.
• FUERZA DE COHESIÓN.
• CAPILARIDAD.
PEQUEÑOS
DIÁMETROS.
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21. CONTAMINACIÓN “TÉRMICA”
• PRODUCE UN CAMBIO DE CONDICIONES
EN LAS FUENTES RECEPTORAS
21

22. AGUA Y ENERGÍA
• PRESIÓN
• VELOCIDAD
• ALTURA
22

23. Molécula
del agua
PROPIEDADES
QUÍMICAS
Solvente
“Universal”
Disolución
Suspensión
y arrastre
Otras
sustancias
O2 en el agua
Y Demanda
de O2
Aniones y
cationes
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24. MOLECULA DEL AGUA
HIELO AGUA LIQUIDA AGUA EN
EBULLICIÓN
Imagen basada en : http://www.um.es/molecula/grafagua/est-agua.gif
24
ESTRUCTURA
BIPOLAR

25. SOLVENTE UNIVERSAL
• BIPOLAR -
DISOLUCIÓN
• ARRASTRE Y
SUSPENSIÓN DE
PARTÍCULAS NO
SOLUBLES
25
SÓLIDOS
DISUELTOS
SÓLIDOS
SUSPENDIDOS

26. OXÍGENO EN EL AGUA Y
DEMANDA DE O2
• Oxígeno disuelto (OD).
• Demanda química de
oxígeno (DQO).
• Demanda biológica de
oxígeno (DBO).
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27. OXÍGENO DISUELTO
EN EL RIO BOGOTÁ

28. ANIONES Y CATIONES
• SALINIDAD.
• DUREZA.
28

29. OTRAS SUSTANCIAS
• GRASAS Y ACEITES.
• DETERGENTES.
• TÓXICOS
• METALES PESADOS.
• CONTAMINANTES ORGÁNICOS
29

30. INTERÉS SANITARIO
• VIDA EN EL AGUA.
• ENFERMEDADES.
• INDICADORES.  COLIFORMES
• SISTEMAS HIDRÁULICOS.
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31. 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.

32. 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.
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33. USOS DEL AGUA CON BASE EN LA
CALIDAD
• CAMBIOS EN LA CALIDAD DEL AGUA.
• CONTAMINACIÓN.
• AUTODEPURACIÓN.
• AGUAS GRISES.
• SISTEMAS DE TRATAMIENTO.
• VALORACIÓN DEL AGUA.
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34. CALIDAD DEL AGUA

35. HUELLA HÍDRICA
• Ciclo de vida.
• Requerimientos de agua en el ciclo de
cada producto o servicio.
35

36. 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

37. 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
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38. 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