Gestión Integral del Agua

1. INTRODUCCIÓN

   Después de poner de manifiesto la importancia del agua en la tierra y en los ecosistemas naturales, se realiza una descripción detallada de los usos consutivos y de la disponibilidad de los recursos hídricos para el abastecimiento doméstico, agrícola e industrial.

   INTRODUCCIÓN

   Visión general sobre la importancia del agua en la vida del hombre.

   LA MOLÉCULA DE AGUA. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES

   La molécula de agua. Estructura del agua. Propiedades físicas y químicas.

   EL AGUA EN LA TIERRA

   Papel que desarrolla el agua en el planeta Tierra. Introducción al ciclo del agua.

   EL AGUA Y LOS SERES VIVOS

   Papel y funciones que desempeña el agua en los seres vivos.

   EL AGUA EN LOS ECOSISTEMAS

   Papel y efectos que desempeña el agua en los ecosistemas terrestres: el relieve, la erosión, el clima, la biocenosis.

   EL AGUA Y LOS SERES HUMANOS

   Evolución histórica de los usos del agua. Consumos y disponibilidad: consumo domestico, consumo agrícola e industrial. Usos actuales del agua: el agua y la actividad humana, utilización racional del agua, la gestión de los recursos hídricos, el circuito del agua.

2. EL CICLO DEL AGUA

   En este apartado, se incide en el balance natural de agua que tiene lugar en el planeta, detallando los diferentes tipos de aguas continentales y marinas implicados en dicho proceso.

   CONCEPTOS GENERALES

   Distribución de las aguas en el planeta y el ciclo biológico. Formación de la Tierra y origen del agua. El ciclo energético de la Tierra: el motor del ciclo hidrológico.

   EL AGUA MARINA

   Conceptos básicos. Composición del agua del mar: tipos de constituyentes del agua del mar, constancia de la composición, excepciones a la regla de las proporciones constantes, origen de las sales en el océano. Temperatura. Salinidad. Densidad. Circulación general del agua marina

   EL AGUA EN LA ATMÓSFERA

   La circulación de la atmósfera. La evaporación y la evapotranspiración y su medición (sonda de neutrones, lisímetros,...). Las precipitaciones. Efecto orográfico como consecuencia de la presencia de cadenas montañosas. Frentes de masas en movimiento. Convección. Medición de las precipitaciones.

   LAS AGUAS CONTINENTALES

   Escorrentía e infiltración. Las aguas subterráneas. Acuíferos: movimiento de las aguas subterráneas. Manantiales. Herramientas de representación y estudio de las aguas subterráneas. Lagos. Tipos de cubetas lacustres. Balance hídrico en los lagos. Estratificación y tipos de lagos. Ríos. Cuencas de drenaje. Componentes hidrológicos de un río. Tipos de drenaje fluvial. Tipos de ríos y su clasificación. El flujo en los ríos. Glaciares y masas de hielo. Origen del hielo glacial. El balance en los glaciares y su movimiento.

3. GESTIÓN DEL AGUA

   Se analiza la gestión del agua a nivel doméstico e industrial (textil, curtido de la piel, papelera, química, etc.), profundizando en los sistemas de saneamiento y depuración de las aguas, y estableciendo medidas de ahorro y criterios ecológicos en las políticas a adoptar.

   INTRODUCCIÓN

   Una visión general del agua como recurso. La gestión integral del agua. Ciclo integral del agua que se utiliza para consumo humano. Racionalización del uso y necesidad de preservar la calidad: captación, potabilización, abastecimiento, consumo y depuración.

   GESTIÓN DEL AGUA PARA USO DOMÉSTICO

   Fuentes de captación: aguas de lluvia, superficiales y subterráneas. Las captaciones de agua. Caudales disponibles y usos del agua. Abastecimiento y distribución del agua: mecanismos de gestión. Depósitos de regulación y distribución: emplazamiento, características constructivas, equipamiento. Redes de distribución. Situación actual de los abastecimientos: calidad de los servicios y sus problemas técnicos. Sistemas de ahorro de agua en el hogar. El precio del agua: las tarifas de suministro, componentes del recibo, cánones de contaminación de vertido y de saneamiento. Planes y programas de saneamiento: objetivos, fundamentos, contenidos. Programa de tratamiento de lodos de las depuradoras. Reutilización de aguas residuales. Criterios ecológicos en la gestión del agua. El mercado de la gestión del agua. Formas de explotación del servicio de aguas.

   GESTIÓN DEL AGUA PARA USO INDUSTRIAL

   Usos industriales del agua. La función del agua en los procesos industriales: fluido térmico, generación de energía, función de transporte, agente de limpieza, materia prima. Utilización de agua en algunos sectores industriales: textil, curtido de piel, papelera, industria alimentaria y química. Ahorro de agua en la industria. Sistemas de gestión de agua en la industria. Clasificación de los efluentes industriales. Depuración de las aguas residuales industriales.

4. ANÁLISIS Y CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS

   La analítica y la determinación de las propiedades fisicoquímicas y biológicas son fundamentales para conocer la calidad y el destino final de las aguas una vez depuradas. En efecto, mediante tales técnicas es posible estudiar el impacto ambiental del vertido sobre el medio acuático, si se cumple la legislación vigente o si la concentración de nutrientes es la adecuada.

   NECESIDAD DE ANALIZAR EL AGUA

   Análisis de la incidencia del aumento de la presión humana en los ecosistemas. Estudio de la contaminación del agua. Tipología de descargas al medio: localizadas y deslocalizadas. Estudio del análisis del agua: criterios de caracterización y seguimiento. Problemática de los métodos analíticos. Control legal de la calidad de las aguas. Funciones del analista de las aguas.

   TOMA DE MUESTRAS

   Importancia y representatividad. Tipos de toma de muestras. Transporte de muestras. Programas de muestreo: marco legal, etapas, parámetros físicos, químicos, radiológicos y microbiológicos a considerar. Elección de técnicas analíticas adecuadas. Equipos de muestreo. Normas prácticas de muestreo. Recipientes. Conservación de las muestras.

   METÓDICAS ANALÍTICAS

   Metódicas volumétricas. Metódicas gravimétricas. Metódicas instrumentales. Colorimetría: Ley de Lambert-Beer, el colorímetro, precauciones para evitar errores. Espectrofotometría de llama: métodos de medida, el espectrofotómetro, precauciones para evitar errores. Espectrometría de absorción atómica: preparación de la muestra, métodos de medida, el instrumento de absorción atómica, precauciones para evitar errores. Cromatografía. Clasificación de las diferentes técnicas cromatográficas.

   ANÁLISIS AUTOMÁTICOS Y DE CONTROL EN CONTINUO

   Análisis automático. Control en continuo.

   TÉCNICAS DE ANÁLISIS

   Caracteres organolépticos. Medida del color. Gustos y olores. Medida de la turbidez. Parámetros fisicoquímicos: temperatura, pH, sólidos en suspensión y disueltos, residuo seco, alcalinidad–equilibrio carbónico, conductividad, dureza, calcio, etc. Parámetros relativos a sustancias no deseables: compuestos nitrogenados, compuestos orgánicos, metales, fósforo. Sustancias tóxicas. Ensayos analíticos de ecotoxicidad. Parámetros bacteriológicos: toma de muestras de aguas para análisis microbiológicos, bacterias aerobias, coliformes, estreptococos fecales, clostridios.

   CALIDAD DE LAS AGUAS

   Introducción histórica a la calidad de las aguas. Usos del agua según diferentes países. El papel de la OMS en la calidad del agua en el mundo. Clasificaciones de calidad. Agua para consumo humano. Agua para la agricultura. Aguas de baño. Aguas para la industria. Recarga de acuíferos. Agua para vida piscícola. Aguas en vertidos. Redes de control de las aguas. Índice de calidad del agua. Anexo de legislación actualizada de calidad de las aguas.

5. INSTALACIONES Y TRATAMIENTO DEL AGUA

   Se realiza una descripción exhaustiva de la secuencia de tratamientos que sufre el agua desde que entra en la planta de tratamiento hasta que sale depurada, en función de la población equivalente, de la tipología del cauce receptor, y según los criterios establecidos por la legislación vigente. También se detalla el tratamiento que siguen los fangos generados en el proceso para aplicaciones posteriores o para su eliminación a depósito controlado.

   En este capítulo se realiza el dimensionamiento completo de una planta depuradora de aguas residuales para un gran núcleo de población. De la misma manera, se muestra el diseño de otras alternativas de tratamiento para poblaciones más pequeñas, tales como los sistemas de lagunas de estabilización y los procesos de desalinización. Para concluir, se enfatiza en aspectos complementarios como el mantenimiento de la planta, condiciones de seguridad y elección de las tecnologías de depuración más adecuadas para cada situación en particular.

   INTRODUCCIÓN A LA DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

   Introducción. Niveles de tratamiento de las aguas residuales. Recomendaciones para la depuración de las aguas residuales. Criterios de selección de los tratamientos de depuración de las aguas residuales.

   TRATAMIENTOS PREVIOS

   Introducción. Desbaste: rejas y tamices. Dilaceración. Desarenado. Desengrasado. Homogeneización.

   DEPURACIÓN FISICOQUÍMICA

   Introducción. Tratamientos fisicoquímicos. Fundamentos de la sedimentación o decantación. Flotación. Coagulación y floculación. Neutralización. Tipos de tratamientos fisicoquímicos. Depuración fisicoquímica integral. Depuración con tratamiento fisicoquímico previo al biológico. Depuración con tratamiento fisicoquímico paralelo al biológico. Depuración con tratamiento fisicoquímico posterior al biológico. Rendimientos de la depuración.

   DEPURACIÓN BIOLÓGICA

   Tratamiento secundario. Principios de la depuración biológica. Microflora predominante en el tratamiento biológico. Crecimiento de los mircroorganismos en los procesos biológicos. Tratamientos biológicos de tipo natural: estanque de estabilización, lagunas de aireación y filtro verde. Tratamientos biológicos de instalación: procesos aerobios de biomasa suspendida (fangos activos y biocolumna). Problemas típicos del sistema de fangos activos: el bulking. Procesos anaerobios de biomasa suspendida. Procesos aerobios de biomasa fija: filtros percoladores y sistemas biológicos rotativos de contacto (biodiscos). Procesos anaerobios de biomasa fija: filtro anaerobio y lecho fluidificado.

   TRATAMIENTOS AVANZADOS DE DEPURACIÓN

   Introducción. Clarificación. Procesos de separación de membranas: filtración, tamizado, ultrafiltración y microfiltración, osmosis inversa. Adsorción. El carbón activo (CA). Cambio iónico. Destilación. Eliminación de componentes nitrogenados y del fósforo presentes en las aguas residuales.

   TRATAMIENTO, USO Y ELIMINACIÓN DE LODOS DE DEPURACIÓN

   Introducción. Características de los lodos de depuradoras: identificación física, química y biológica de los lodos. Tratamiento de fangos: operaciones preliminares en el tratamiento de fangos, espesado, estabilización, deshidratación y secado térmico de lodos. Combinación de secado térmico de lodos y cogeneración. Utilización de lodos en la agricultura: aplicación directa y compostaje. Eliminación de los lodos de depuración: vertido controlado, incineración del residuo.

   TRATAMIENTO DE DESINFECCIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

   Introducción. Desinfectantes químicos. Cloración. Ozonización. Radiación ultravioleta. Factores que influyen en la acción de los desinfectantes. Ventajas y desventajas de los tratamientos de desinfección.

   MANTENIMIENTO, EXPLOTACIÓN Y CONTROL DE EDAR’S

   Introducción. Mantenimiento integral de las estaciones depuradoras de aguas residuales. Explotación de las estaciones depuradoras de aguas residuales. Sistemas de control integral en las estaciones depuradoras de aguas residuales.

   ELECCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN

   Factores más relevantes a considerar en el diseño de una estación depuradora de aguas residuales. Selección de las tecnologías de depuración. Diseño de depuradoras para la industria.

   SEGURIDAD EN DEPURACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

   Introducción. Proceso de depuración. Riesgos generales. Zonas y fases de trabajo. Medidas de seguridad en trabajos específicos. Almacenamiento y características de los recipientes que contengan productos químicos tóxicos, corrosivos, inflamables, explosivos y/o nocivos. Limpieza, revisión y mantenimiento de calderas y espacios confinados. Trabajos de equilibrado del conjunto de tuberías y cambio de bridas de soplantes de caldera. Trabajos de mantenimiento de compresores de gas. Trabajos de mantenimiento preventivo/correctivo y de limpieza en equipos y tuberías sin presencia de gases. Acceso y trabajo en espacios confinados. Rutina para el acceso y trabajo en espacios confinados.

6. AGUA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

   Se exponen las herramientas metodológicas y de aprendizaje para llevar a cabo la educación ambiental en lo referente a la gestión integral del agua tanto a nivel escolar como de población adulta.

   EL AGUA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL

   Introducción. Objetivos de la educación ambiental. Instrumentos utilizados en la educación ambiental: campañas públicas, el ahorrador de agua. Campañas públicas de sensibilización: el mensaje en la campaña. Contenido de la campaña: disponibilidad de recursos hídricos, usos del agua, fuentes de contaminación del agua, depuración de las aguas residuales, potabilización de las aguas.

   LA EDUCACIÓN AMBIENTAL EN LA ESCUELA

   Objetivos generales. El agua en el currículum. Actividades escolares. Juegos. Calcula tu consumo de agua. ¿Cómo saber si el agua está contaminada? Depuración de aguas residuales: depuración fisicoquímica y biológica.

Nota: El contenido del programa académico puede estar sometido a ligeras modificaciones, en función de las actualizaciones o de las mejoras efectuadas.