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Tratamientos del agua 6 – Dureza del agua e incrustaciones calcáreas

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Las incrustaciones calcáreas están directamente relacionadas con la dureza del agua, y la dureza del agua está relacionada, sobre todo, con las sales de calcio y de magnesio que encontramos en ella (entre otras).

Cuando hablamos de dureza del agua, como podemos ampliar en la Wikipedia, nos referimos a la cantidad de sales presentes en cierta cantidad de agua (sales metálicas), sobre todo al bicarbonato cálcico, y al bicarbonato magnésico.

Estas dos sales, difícilmente se mantienen estables en el agua, ya que necesitan gas carbónico para evitarlo, y a no ser que nuestro ayuntamiento haya contratado un suministro de agua con gas para la ciudad, lo que hace el agua es dejar estar sales por cualquier lado, y crear las incrustaciones calcáreas, causantes de un buen número de problemas que solemos sufrir a diario, como roturas de tuberías, problemas de presión en la red, y también causa del buen estado de uno de nuestros deportes nacionales, levantar aceras.

Resumiendo, esta inestabilidad de las sales que transporta el agua por nuestras tuberías (disolución), hace que se depositen fácilmente en superficies rugosas (como el fibrocemento que tenemos en gran parte de nuestras redes, primera foto), aunque sean microscópicamente (como en plásticos, segunda foto), dando lugar en el tiempo, a una especie de capas depositadas que acaban por obstruir totalmente cualquier espacio. Os muestro varios fotos de tuberías que tuve en mis manos en un seminario ¡alucinante!

Las incrustaciones calcáreas son a las conducciones de agua, lo que el colesterol a nuestro organismo. (esta frase no pinta nada aquí, pero se me ha ocurrido).

Existen varios tipos de durezas, la total, la temporal y la permanente, y todas se miden con diferentes tipos de unidades (según el país), que se basan todas en la cantidad de carbonato cálcico presente en una cantidad de agua. Existen diferentes unidades como los grados franceses, americanos, alemanes… ¡parece un chiste! Aunque para convertirlos entre ellos existen tablas, basta con saber que cuanto mayor sea el número, más incrustante será el agua.

Sobre los tratamientos posibles para las incrustaciones, tenemos diferentes maneras de “atacar” el problema, en función de las necesidades:

  1. Mediante la dosificación de inhibidores químicos. Como podéis imaginar, suelen deben suelen deben ser de calidad alimentaria, y su función no es eliminar el calcio (cal) del agua, sino evitar que se enganche en las paredes.
  2. Mediante equipos físicos. Seguro que alguien recuerda los famosos imanes de estos programas de inventos para el hogar en la TV a las tantas de la madrugada, que evitaban las incrustaciones de cal. Pues resulta que se investigó y… ¡¡¡era cierto!!! Pero sólo en algunos casos. Pero eso dio pie a una serie de aparatos que mediante corrientes y electrólisis, evitan las incrustaciones.
  3. Mediante descalcificación. Esta es la única que realmente elimina el calcio del agua, bueno, realmente la “aparca”. Se hace pasar el agua por una resina saturada de sal (sodio), que retiene las partículas de calcio y magnesio (responsables de las incrustaciones) ¡¡¡y la resina hay que regenerarla de vez en cuando!!!
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Tratamientos del agua 5 – Filtración

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Fuente: Wikipedia

Fuente: Wikipedia

La filtración quizás sea el tratamiento de agua más fácil de entender sin necesidad de explicar muchas cosas. Se trata de separar las partículas sólidas del agua, normalmente atrapándolas, haciendo pasar el agua por un tamiz llamado filtro o membrana.

Depende de la literatura (es una manera culta de referirse a un libro), se clasifica la filtración por el tamaño de filtro, que da su nombre sistema, en función del tamaño de partículas que son capaces de atrapar:

  1. microfiltración. Extrae partículas de radio entre 0,1 a 1,5 micras. Es el tratamiento indicado para limpiar bacterias y partículas sólidas en suspensión de ese tamaño.
  2. ultrafiltración. Extrae partículas de radio entre 0,005 a 0,1 micras. Es el tratamiento indicado para eliminar las sales y sólidos de estos tamaños.
  3. nanofiltración. Extrae partículas de radio entre 0,0001 a 0,005 micras. Es el tratamiento indicado para eliminar virus y tóxicos como herbicidas o pesticidas.
  4. ósmosis Inversa. Extrae partículas de radio hasta 0,0001 micras. Es el tratamiento más potente, elimina por completo todo lo citado en los tratamientos anteriores, además de todas las sales presentes.

Los fenómenos por los cuales suelen actuar la mayoría de filtros se pueden reducir a estos:

  • tamizado mecánico. Se trata de hacer pasar al agua por intersticios (espacios entre elementos), cada vez más pequeños, y así la suciedad, va quedando atascada “por tamaño”. Aquí encontramos todos los filtros de arena, silex, antracita, grava, piedras, etc. En pocas palabras, superposiciones de capas de materiales más grandes o mas pequeños, que evitan que partículas más grandes de un tamaño pasen a través de ellas. Los inconvenientes es que se pueden llegar a obstruir, y necesitan limpiezas, aunque algunos lo hacen automáticamente. También encontramos los filtros de hilo bobinado y de malla.
  • adsorción.  Cuando una sustancia ejerce atracción sobre otras partículas, de manera que las segundas quedan retenidas en la superficie de la primera. Aquí encontramos los filtros de carbón activo, que es una manera de multiplicar “por mucho”, la superficie del carbón, con lo que tenemos un filtro capaz de retener en esa gran superficie gran cantidad de elementos tóxicos como pesticidas, plaguicidas, y también materia orgánica, algún tipo de cloro…

Pues nada, nos queda un artículo por ver que es el de la ósmosis inversa, que merece capítulo aparte, y con eso habremos acabado.

Tratamientos del agua 4 – Radiación UV (ultravioleta)

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No voy a explicar que es la radiación ultravioleta, porque no tengo ni idea más allá de las bombillitas, y seguramente la voy a liar, así que aquí está el enlace, y que cada uno entienda lo que quiera; además, leeréis unas cuantas cosas interesantes sobre aplicaciones de este tipo de radiación.

En este caso, la radiación ultravioleta sobre el agua a tratar, impide que el ADN de la materia orgánica reaccione, y así los bichitos no pueden reproducirse y mueren… (parecido al anuncio de Cucal).

Este es un tratamiento muy eficiente, elimina entre un 99,9-99,99% de patógenos, pero tiene un pequeño “defecto”, y es que para llegar a esa eficiencia, la luz ultravioleta debe atravesar el flujo perfectamente, y por eso el agua debe ser filtrada previamente (veremos filtración en el próximo artículo), para que no haya partículas que entorpezcan el paso de la luz de un lado a otro.

Una de las mayores ventajas del tratamiento de agua por radiación ultravioleta, es que no se utiliza ningún tipo de producto químico en el proceso, así que no los manipularemos, no los almacenaremos, no necesitaremos instalaciones, así que reduciremos el mantenimiento en este tipo de instalaciones.

Aún así, es un sistema que necesitamos cierto control, y no deben sobrepasarse los flujos que las lámparas UV son capaces de tratar. Las condiciones a controlar son:

  • transmitancia (turbulencia del agua).
  • dosis de radiación.
  • temperatura

Otra de las grandes ventajas de este tratamiento es que no genera ningún tipo de residuos.

Por otro lado, sólo nos aseguramos que el agua que sale del equipo está desinfectada, en el primer codo donde tengamos una bacteria tomando una copa, ya está…la hemos cagao… Por eso, como hemos comentado antes, se suele utilizar como segundo tratamiento.

¿Qué es el moho?

¡No confundir con el mojo! Esa salsa tan rica…ummmm…

A nadie debería sorprender ya el esfuerzo de la naturaleza por crear equilibrio, un ejemplo más, y que desconocía hasta que vi un documental sobre vinos, es el efecto regulador de la humedad que realiza el moho.

Hasta ahora creía que el moho, aparecía en condiciones de excesiva humedad, y en sí, era algo negativo, aunque por lo visto, aparece como un mecanismo para evitar que la humedad ambiental siga aumentando. Además, pensándolo friamente, en un momento de mucha sequía o mucha sed, siempre podemos chupar el moho de la paredes…jajaja

El moho es un tipo de hongo (fungi), del que existen muchos tipos; de hecho, forman parte del reino de los hongos, y en el que encontramos el moho del pan, el moho de las paredes (el verde o el filamentoso), las setas comestibles, las setas alucinógenas que también comemos comen algunos…

Gracias a fuina por la foto

Gracias a fuina por la foto

Tratamientos del agua 3 – Ozono

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El ozono (O3), es una variedad del oxígeno, una sustancia muy activa, y el oxidante más fuerte que se conoce en la naturaleza. Te tomas un chupito y ardes…

Es famoso por la archinombrada “capa de ozono”, pero en realidad es un desinfectante muy potente y se utiliza mucho en depuradoras. Es capaz de cargarse todo en 2 ó 3 minutos. O sea, que es como soltar a 200 niños en una tienda de caramelos gratis…

Otra ventaja es que no crea subproductos, lo que hace es romper la materia orgánica (la elimina).

Aunque no todo pueden ser cosas buenas, de hecho, el ozono es muy tóxico, incoloro y en su presencia se irritan mucosas, nariz, garganta y otras zonas expuestas (andaros con cuidado).

Para generar ozono:

  • en pequeñas dosis. Haciendo pasar el aire por delante de una luz  ultravioleta. De hecho, en la capa de ozono, se genera mediante la radiación ultravioleta que recibe del sol, y en ese mismo proceso también se destruye (equilibrio dinámico), por eso filtra (consume) esta radiación y no nos quemamos la piel. Es lo que denominamos proceso fotoquímico (estas palabrotas hacen subir el nivel del blog).
  • en dosis más grandes. Los rayos de una tormenta, generan ozono al caer (de ahí la frescura en el ambiente tras una tormenta). Las máquinas reproducen eso en “chiquetito” en una “máquina de chispazos o despertador”. Estamos hablando de 15.000 voltios de nada (una bujía de un motor de explosión puede llegar a los 25.000 voltios (yo vi saltar a un profe mío hace años en el taller por un chispazo, y os aseguro que sólo por la cara, no quiero ni saberlo, ni se quejó…).

Bueno, ya tenemos ozono ¿y ahora qué?

Pues nada, hay que inyectarlo en el agua, o bien aspirarlo del depósito donde lo almacenes. El proceso es:

  1. agua sucia
  2. aportación de ozono en el agua
  3. mezclador (mecánico)
  4. destrucción del ozono sobrante (con UV otra vez, o filtro de carbon activo)
  5. agua limpia y vuelta a empezar ¡guarros!

El ozono es un tratamiento caro, así que se utiliza donde no se puede colocar cloro y tienes que desinfectar muy bien…¿recordáis a la amiga “la he liado parda“? Pues eso…los peligros del cloro…

Después de todo esto, sólo me queda decir que el ozono es nuestro amigo, tenemos que ayudarlo y cuidarlo, además desde hace tiempo, y cada día más lo utilizamos como parte de tratamientos médicos, desde la simple curación de heridas, hasta el tratamiento de hernias discales (virgensita déjame como estoy).

Tratamientos del agua 2 – La cloración

Artículos anteriores: Tratamientos del agua 1

El cloro es un elemento químico, que esta presente en muchos elementos de la naturaleza por la facilidad que tiene para combinarse con ellos. Por ejemplo en la sal común (cloruro de sodio), que es la misma que encontramos disuelta en el agua de mar.

Después de este comentario sobre el cloro para parecer que entiendo del tema, os diré que el cloro para la depuración del agua, se utiliza en forma de gas, o en forma de hipoclorito sódico (lejía). Para grandes caudales de agua, suele utilizarse en forma de gas, para el resto, el segundo. Como anécdota, el cloro fue el primer gas en ser utilizado en guerras como arma química, por su poder irritante. Los enemigos se irritaban porque al dejar la ropa militar de color blanco, eran blancos fáciles… jajaja (que tontería más redundante).

El cloro suele utilizarse para la desinfección del agua estancada, que no significa sucia, puede ser agua suministrada limpia por la compañía, que por el simple hecho de estar almacenada en un depósito, favorece la aparición de microbios, bacterias, virus y billetes de 500€. Al tratamiento del agua mediante aportación de cloro, se llama cloración (tope original).

Cuando se trata agua mediante adición de cloro, es necesario controlar dos parámetros que van unidos de la mano en las reacciones que se producirán, los niveles cloro y el pH del agua. Así:

Sobre el pH del agua.

El agua con pH 7 es la llamada agua en equilibrio o agua pura.

phCuando el agua tiene un pH por debajo de 7, se vuelve ácida, y por tanto se convierte en corrosiva (no os asustéis). En el ph menor de 1, tenemos el famoso ácido clorhídrico o salfumant, y os decía que no os asustéis, porque en nuestro estómago, un 3% de los jugos gástricos son ácido clorhídrico ¿guai, eh?

Cuando el agua tiene un pH por encima de 7, se vuelve básica o alcalina, y se convierte en incrustante (adherir). Al final de la escala, con pH 14 tenemos la también famosa sosa cáustica, que se utiliza en el proceso de elaboración de los pretzel, para darle ese sabor salado tan güeno…arrgghhh…

Los que debemos sentirnos afortunados por abrir un grifo por el que emana agua, solemos beberla con un pH de 7,2.

Sobre el cloro del agua

Explicaré cómo funciona la cloración del agua, sin entrar en reacciones químicas, más que nada porque yo como mecánico, no entiendo ni papa.

cloroEl cloro se puede comprar, o crearlo directamente aplicando corrientes al agua con sal (salmuera), y se añade al agua en una concentración de 4 ppm (4 partículas de cada millón), y se conoce como cloro total; este reacciona con la materia orgánica existente en el agua, dando lugar a dos tipos de cloro: 2 ppm de cloro combinado, y 2ppm de cloro libre. El libre reaccionará dando lugar al cloro activo, que es el que realmente desinfecta el agua.

El cloro es eficaz para desinfectar y para eliminar algunas bacterias, virus y protozoos, pero necesita estar en contacto con el agua al menos 30 minutos.

Como parte negativa, en toda esta reacción, aparecen unos subproductos denominados tríhalometanos, que provienen de la reacción de materia orgánica y cloro en el agua, que son bastante chungos. En España especialmente tenemos este problema porque muchas de nuestras aguas (las que consumimos), son aguas de superficie, y por tanto tienen mucha más materia orgánica de la que puede haber en aguas subterráneas.

El esquema básico de un sistema de cloración sería el que muestro en la figura.

cloracion-2

Tenemos un depósito al que llega el agua, y que enviamos directamente a cada casa. De esa tubería de suministro, se recircula una cantidad que es enviada a una central de control donde se realiza una medición del cloro  y del pH. En función de estos valores, tenemos en 1 una bomba de hipoclorito sódico que bombeará en función de la necesidad, y en 2 una bomba reguladora/correctora del pH, manteniendo así el agua en el depósito según los valores predeterminados en la central de control.

Pues nada, ya podemos beber agua…si es que os han quedado ganas…y esto es sólo el principio.

Tratamientos del agua 1

Dediqué una serie de artículos a la depuración de aguas, y os conté que el agua es media vida, ahora voy a dedicar alguno, los que salgan, al tratamiento de agua.

En este caso, el tratamiento de agua, se refiere a los procesos que se realizan sobre el agua para acabar adaptándola para el uso humano, ya sea para ducharse, o para beber.

Lo primero que hay que aclarar sobre el agua, es que uno de los grandes problemas, es que arrastra todo tipo de contaminantes durante su ciclo de vida.

Empezando por la lluvia, el agua es capaz de atrapar y arrastrar todo tipo de contaminantes que se encuentran en suspensión en el aire, tales como ácido sulfúrico, carbónico o nítrico (casi ná). De hecho, este efecto es el causante de la denominada llúvia ácida.

Tras esto, ya tenemos el agua “en el suelo”, donde puede arrastrar contaminantes de todo tipo. Primero los que encuentra en la superficie, y luego los que va encontrando en las diferentes capas del subsuelo, y aunque algunos pueden parecer beneficiosos como el hierro y el calcio (en determinadas concentraciones), también se arrastran nitratos procedentes de abonos, subproductos de ganadería, pesticidas, sales de aguas freaticas, residuos que podemos encontrar en cualquier calle como aceites y derivados del petróleo, y así, hasta el infinito y más allá; ya sabéis que los humanos no somos precisamente gente muy limpia…

Como todos sabemos, el agua es un recurso cada vez más escaso, y cada día es mayor la preocupación por la salubridad de esta para el consumo humano, incluso industrial ¿y qué significa eso? Pues que hay negocio, y cuando hay negocio todo viene rodado.

A partir de aquí, os hablaré de sistemas de desinfección del agua, sistemas de filtrado, problemas derivados del agua “desequilibrada”, de ósmosis, torres de refrigeración…

Gracias a Manu gomi por la foto

Gracias a Manu gomi por la foto

Foto

¿Recordáis la sequía? Espero que no se nos olvide tan rápido como solemos olvidar algunas cosas…

Sequia

Lugar: Pantano de Oliana. España

La depuración de aguas 8 – Acabamos…

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Ahora ya si que acabamos con esta serie de artículos, a menos que mis estimados lectores soliciten la ampliación del tema, y yo con mi habitual amabilidad los mande a… alguna depuradora a informarse.

Hemos llegado hasta aquí con el agua depurada desde el artículo 5, y continuando por separado con la línea de fangos, artículos 6 y 7, que llegó a su penúltima fase en el artículo de la estabilización o digestión, así que vamos terminar.

cogeneracionSi tenemos una planta con digestión anaerobia, tenemos en el digestor: metano (~70%) y anhídrido carbónico (~30%). Como el metano tiene un alto poder calorífico, se suelen hacen varias cosas, todas ellas mediante cogeneración:

  • calentar instalaciones, o equipos de la planta que lo requieran
  • calentar agua de la planta
  • producir energía eléctrica, para consumo interno, incluso para su venta
  • y el excedente de todo esto, quemarlo a través de una chimenea ¡esto ya no es cogeneración! Es un despilfarro…

En la imagen podéis ver, señalada con flechas amarillas, la chimenea de quemado, la “bolita”, es un gasómetro donde se almacena gas, lo de la derecha es una escalera ¡oh! Y lo azul de la parte superior es el cielo que es por donde vuelan los pájaros, los aviones y Superlópez.

Si tenemos una planta con digestión aerobia, básicamente se tratan los fangos hasta el estado necesario de secado, que dependerá de lo que quiera hacer cada planta con el fango, y se puede:

  • Enviar a plantas de incineración de residuos (que seguramente generará energía con ellos)
  • Si es un tipo de fango apto, urbano o rural, se envía a plantas de compostaje para usar en agricultura
  • Algunos van a vertederos 😦
  • Y por último, aunque esto está en vías de desarrollo:
    • Utilización como materiales para la construcción
    • En lugares donde ha habido extracción de materiales, canteras, minas, etc, se están utilizando para recuperación de esas zonas (sólo espero que algún día los que han ganado, y ganan tanto dinero sacando las tripas a la Pachamama, estén obligados al menos a recuperar estos espacios con las nuevas propuestas que cada día van apareciendo)

En definitiva, como podéis ver, aprovechamos la mierda hasta no poder extraer nada más de ella… para que luego digan que no avanzamos… jejeje (otra cosa es la dirección, que el tiempo dirá)

Para acabar, por si alguno le ha sabido a poco, os dejo unos enlaces interesantes, de los que me he ayudado para escribir esta serie de artículos:

  1. Wikilibro – Ingeniería de aguas residuales. El más completo
  2. Wikipedia – Tratamiento de aguas residuales. No podía faltar
  3. Página personal de Emilio y José – La depuración de aguas residuales en EDAR. Realmente un gran trabajo ¡gracias chicos!
  4. Libro electrónico – Ciencias de la tierra y del medio ambiente. No sólo depuración, muy variado

Nuevas oportunidades

El importe del recibo del agua va a seguir creciendo. Esto creará oportunidades de negocio…pensar en ello

Pensamientos