lunes, 8 de junio de 2015

2º CTM. EL AGUA COMO RECURSO Y SU CONTAMINACIÓN


ÍNDICE
  1. Esquemas
  2. Presentaciones
  3. Contenidos animados
  4. Introducción
  5. Recursos Hídricos 
    1. Grupos de recursos hídricos 
      1. Aguas superficiales 
      2. Aguas subterráneas 
  6. Usos del agua 
    1. Usos consuntivos 
      1. Usos urbanos 
      2. Usos industriales
      3. Usos agrícolas 
    2. Usos no consuntivos 
      1. Usos en transporte 
      2. Usos recreativos 
      3. Usos ecológicos o medioambientales 
      4. Usos energéticos
        1. Energía hidráulica
        2. Energía del mar 
  7. La gestión del agua: 
    1. Protección del agua 
    2. Planificación hidrológica 
      1. Medidas de carácter general
        1. Reducción del consumo en el sector agrícola 
        2. Reducción del consumo en la industria 
        3. Reducción del consumo urbano 
      2. Medidas técnicas 
      3. Soluciones de carácter político 
    3. Los recursos hídricos en España y su gestión 

4.  La calidad del agua: Parámetros de estudio 
5.  Contaminación del agua 
         1.  Definición 
         2.  Tipos de contaminación 
         3.  Factores y nivel de contaminación 
         4.  Tipos de contaminantes 
         5.  Autodepuración de las aguas 
         6.  Contaminación de las aguas marinas y continentales 
                1.  Contaminación del mar 
                2.  Contaminación de las aguas dulces 
                      1.  Contaminación de los ríos 
                      2.  Contaminación de los lagos 
                      3.  Eutrofización 
                      4.  Aguas subterráneas 
6.  Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas 
        1.  Tratamiento del agua para consumo 
        2.  Sistemas de depuración de las aguas residuales 
7.  Medidas contra la contaminación 
        1.  Medidas preventivas 
        2.  Medidas correctoras
8.  Riesgos asociados con la dinámica de la hidrosfera
        1.  Avenidas e inundaciones
        2.  Las sequias
9.  Impactos sobre los recursos hídricos
        1.  Grandes obras públicas
10.  Visores
11.  Actividades
12.  Otros contenidos
13.  Vídeos

    ESQUEMAS


     



    PRESENTACIONES

         

    Impactos en la hidrosfera
    Impactos en la hidrosfera



    4. INTRODUCCIÓN 

    El agua ha sido fundamental para la historia de nuestro planeta: participa prácticamente en todos los procesos geológicos y está siempre presente en la composición de todos los organismos. Dependemos del agua, no solo el consumo doméstico, que supone un 10% del consumo total de agua, sino también para diversas actividades, como la agricultura (70% del consumo total) o la industria (20% del consumo total). 
    RENTA ALTA
    RENTA BAJA
    MEDIA MUNDIAL
    ESPAÑA
    AGRICULTURA
    40
    80
    65
    62
    INDUSTRIA
    45
    10
    25
    25
    CONSUMO HUMANO
    15
    10
    10
    12










    El agua dulce accesible para la humanidad representa una pequeña parte de la hidrosfera, y de ella una ínfima parte es la que se consigue captar, por eso el término más preciso para evaluar la disponibilidad del agua es el de recursos hídricos renovables, que se refiere a la cantidad de aguas dulces superficiales y subterráneas de una determinada zona geográfica (normalmente una cuenca hidrográfica o un país), que se renuevan anualmente. 

    En teoría la cantidad de agua disponible sobre la Tierra, es capaz de mantener a una población de unos 20.000 millones de personas, pero a pesar de ser un recurso renovable, es un recurso limitado, por varias razones: 

    La cantidad de agua disponible está condicionada por su desigual distribución en el espacio y en el tiempo.Hay lugares en el mundo que tienen suficiente agua, mientras que otros presentan graves problemas de escasez, incluso para cubrir sus necesidades básicas.                                          
    ÁREA GEOGRÁFICA
    CONSUMO
    m3/hab.-año
    l/hab.-día
    AMÉRICA DEL NORTE Y CENTRAL
    1.874
    5.134
    EUROPA
    1.290
    3.534
    OCEANÍA
    887
    2.430
    ASIA
    529
    1.449
    AMÉRICA DEL SUR
    485
    1.329
    ÁFRICA
    250
    685
    MEDIA MUNDIAL
    657
    1.800
    ESPAÑA
    1.201
    3.290

    Cerca de dos mil millones de personas en el mundo viven en países que sufren estrés hídrico, con un consumo superior al 10 % de sus recursos renovables de agua dulce. Las previsiones en torno a 25 años son que las dos terceras partes de la población mundial sufrirán estrés hídrico.  

    Por otro lado, hay zonas que reciben grandes cantidades de agua, pero no repartidas homogéneamente en el tiempo, sino concentradas en un corto periodo, que, lejos de producir beneficios, generan daños humanos y materiales al provocar inundaciones. Además en estos casos su aprovechamiento es menor. 

    El cambio climático es otro factor más que está modificando las características hídricas de los cursos de agua en diferentes regiones del mundo. 
    • El aumento de consumo de agua, debido al aumento de población y a la mayor demanda en la agricultura, ganadería e industria, ha llevado a su sobreexplotación, reduciéndose la reservas de agua, fundamentalmente de los acuíferos subterráneos. 
    • La pérdida de la calidad del agua por la contaminación, que hace disminuir los recursos hídricos disponibles. 
    A pesar de su importancia, en el mundo desarrollado, el agua no se valora suficientemente, debido a que se consigue con facilidad, tiene un coste bajo y no se es consciente de que puede agotarse. La situación se agravaría si no fuera porque, cada año, durante la época de lluvias, grandes cantidades de agua quedan a disposición y recargan los acuíferos. 

    Por tanto, son necesarias soluciones que no se basen exclusivamente en la construcción de obras colosales (embalses, desviación de cauces, trasvases, etc.), que suponen unos costes económicos y medioambientales muy elevados. El camino futuro ha de ser otro, destinado a: 
    • Mejorar la eficiencia en el uso del agua. 
    • Introducir nuevas tecnologías en las industrias que permitan reutilizar y reciclar el agua empleada. 
    • Aplicar políticas hidráulicas que lleven a una gestión más racional del agua y a lograr su uso sostenible. Estas políticas han de basarse en los siguientes principios: eficiencia, ahorro, reutilización y reciclado del agua. 

                          


    5. RECURSOS HIDRICOS 

    5.1. Grupos de recursos hídricos 
    Se pueden distinguir dos grupos de recursos hídricos:




    5.1.1. AGUAS SUPERFICIALES 
    Se encuentran formando el mar, los ríos, los arroyos, los pantanos, las charcas y los hielos y nieves de las altas montañas y los casquetes glaciares. De todas ellas, solo el agua dulce se considera un recurso y puede consumirse directamente. Los bosques representan buenas reservas de agua, ya que retienen inmensas cantidades que van liberando poco a poco y que se reponen continuamente con las siguientes lluvias, y contribuyen a mantener un caudal permanente en los ríos. 

    Al estudiar las aguas continentales se utiliza como unidad la cuenca hidrográfica que es la superficie del terreno que incluye un río y todos sus afluentes desde el nacimiento hasta la desembocadura. El agua que se infiltra en el suelo formando las aguas subterráneas también forma parte de la misma. 

    La línea imaginaria que separa dos cuencas se denomina línea divisoria de aguas que, generalmente, coincide con la cresta de las montañas, de manera que separa dos vertientes y define dos caminos diferentes a seguir para el agua procedente de las precipitaciones. Los cursos de agua superficiales de la cuenca hidrográfica constituidos por los ríos y afluentes forman una red de drenaje o red hidrográfica. Según donde desagüen las aguas superficiales, se distinguen dos tipos de cuencas hidrográficas: 
    • Cuenca hidrográfica abierta o exorreica: Son aquellas en las que el agua fluye hasta desembocar en el mar. Es el tipo de cuenca más frecuente. 
    • Cuenca hidrográfica cerrada o endorreica: Son aquellas en las que las aguas superficiales se infiltran en el terreno o se acumulan en un lago. Estas aguas nunca desembocan en el mar. Son típicas de las zonas áridas o semiáridas en las que las precipitaciones son ocasionales, acumulándose el agua en depresiones del terreno formando lagos. Su contenido en sales es alto, debido a que en estas zonas se produce una elevada evaporación del agua. 
             
    5.1.2. AGUAS SUBTERRÁNEAS 
    Las aguas subterráneas son aquellas que se han infiltrado en el subsuelo, por donde discurren o se acumulan. De ellas, solo las que constituyen acuíferos pueden ser consideradas como un recurso, ya que proporcionan agua de buena calidad y en caudal suficiente para cubrir las necesidades humanas. 
    6. USOS DEL AGUA

    Para llevar a cabo un uso adecuado o racional de los recursos de agua es necesario tener en cuenta que cuando la explotación del agua en una zona supera la tasa de renovación, las reservas de agua disminuyen y pueden llegar a agotarse.

    Por tanto, no existe peligro de agotamiento siempre que la extracción del agua de un compartimiento (río, agua subterránea,...) no sobrepase el límite de su tasa de renovación o recarga.

    El agua es necesaria para el consumo doméstico y para llevar a cabo diversas actividades económicas como la agricultura, ganadería, industria o la minería.

    La calidad del agua es un concepto que se utiliza para describir las características físicas, químicas y biológicas del agua con relación a un uso determinado. El agua no ha de tener la misma calidad para todos los usos. Existe pues, una relación entre la calidad del agua y los usos a lo que se destina. Así para beber ha de utilizarse agua potable, pero para regar un campo puede utilizarse agua de menor calidad.



    Existen dos tipos de usos del agua:
    • Usos consuntivos: Son aquellos que reducen su cantidad y/o su calidad, de manera que el agua después de ser utilizada, no puede usarse de nuevo con el mismo fin, ya que su calidad ha variado.
    • Usos no consuntivos: Son los que no reducen su cantidad ni su calidad, y el agua puede volver a ser utilizada diversas veces. Ej: actividades recreativas, centrales hidroeléctricas
       

    6.1 Usos consuntivos

    6.1.1. CONSUMO DOMÉSTICO
    Son las que cubren las necesidades de agua en el hogar, comercio y servicios públicos (colegios, hospitales, jardines).

    La demanda está relacionada con el nivel de vida, el desarrollo económico y el tamaño de la población. Supone menos de la décima parte del consumo de agua mundial. Las necesidades mínimas son de 15 l /día, para una buena calidad de vida se calculan 80l/día. Los países desarrollados gastan entre 200 y 300 l/día.
    • Un conjunto de infraestructuras facilitan la disponibilidad del agua a toda la población y garantizan su calidad. Así, el agua es captada de los ríos, lagos y pantanos, y se conduce a una planta potabilizadora, donde se limpia y desinfecta con el fin de hacerla apta para el consumo humano. De este modo se eliminan todos los gérmenes patógenos como bacterias o virus que transmiten enfermedades (tifus). El agua potable se almacena en grandes depósitos y se distribuyen a la población mediante una red de tuberías. Una vez que llega a su destino, se utiliza, y después de su uso se vierte al desagüe.
    • El agua usada se denomina agua residual. Pasa por la red de alcantarillado hasta llegar a una planta depuradora donde el agua se limpia antes de verterla al río o mar. Aunque la instalación de plantas depuradoras se está generalizando, todavía existen poblaciones que vierten sus aguas residuales directamente a los ríos o al mar.
    • En los países donde no existe este tipo de infraestructuras se generan problemas:
      • La falta de abastecimiento de gran parte de la población.
      • Una baja calidad del agua que muchas veces transmite graves enfermedades como el cólera.
     

    6.1.2. CONSUMO DE AGUA EN LA AGRICULTURA Y LA GANADERÍA
    Representa el 70% del agua utilizada
    • En la agricultura se utiliza el agua para le riego a través de diversas técnicas:
      • Los canales y acequias: Son sistemas de riego tradicionales que desvían el agua de los cursos fluviales para transportarla a los campos de cultivo. Esta técnica recibe el nombre de riego por inundación. Este tipo de riego supone un consumo de agua muy grande, ya que parte de ella se pierde por evaporación o por infiltración en el suelo.
      • Más actuales son el riego por aspersión y el riego por goteo que son más usados ya que permiten ahorrar agua. El riego por aspersión tampoco es muy eficaz, ya que si la atmósfera es cálida y seca absorbe gran cantidad de agua de riego antes de que llegue al suelo. El riego por goteo constituye el sistema más avanzado de riego, en el que el agua se reparte mediante una red de conductos con poros, semienterrados y en contacto con las raíces de las plantas. El agua se aplica en dosis pequeñas y frecuentes, suministrando a la planta la cantidad de agua que necesita.
    • En los países ricos se han desarrollado  infraestructuras hídricas que han permitido utilizar grandes superficies de tierra para agricultura de regadío, que necesita una gran cantidad de agua y de la que se obtiene grandes beneficios. En el caso de España, se desperdician cerca de las 2/3 partes de agua destinadas a la agricultura, debido a que se cultivan especies que, en muchos casos, no son adecuadas y además se utiliza sobre todo el riego por inundación.
    • En las explotaciones ganaderas el agua se utiliza para la bebida del ganado y para la limpieza de las grandes naves donde se crían los animales
             

    6.1.3. CONSUMO DE  AGUA EN LA INDUSTRIA Y LA MINERÍA
    Representa el 25 % del consumo mundial. A mayor desarrollo industrial mayor consumo. Se distinguen dos formas de utilizar el agua:
    • Uso directo: Cuando el agua se utiliza en los procesos de fabricación, como en el caso de las industrias papeleras, textiles, químicas. En la industria de la alimentación, el agua se incorpora a bebidas, conservas, etc.
    • Uso indirecto: Cuando se utiliza para refrigeración de las máquinas, el lavado de los materiales o la limpieza de las instalaciones.
    La fabricación de papel reciclado supone un ahorro de agua de un 85% respecto a la fabricación habitual, además se producen menos sustancias contaminantes.

    Para  la limpieza de las aguas residuales industriales y mineras, muchas empresas construyen su propia planta depuradora, o bien envían las aguas a la depuradora municipal, ya que si las aguas residuales son vertidas directamente al río o al mar, las sustancias que contienen en disolución o en suspensión pueden provocar la contaminación de las aguas y afectar a los ecosistemas.


    6.2. Usos no consuntivos

    6.2.1. USOS DE TRANSPORTE
    El transporte por vía marítima es vital para el modo actual de vida, ya que la mayor parte del comercio internacional se basa en ella, tanto para materias primas (especialmente los combustibles fósiles) como elaboradas. 

    En el caso de transporte fluvial en agua dulce necesita de unos caudales fluviales mínimos. Este es un uso no consuntivo, pero puede provocar una pérdida de la calidad del agua que restrinja su utilización posterior; de ahí que las exigencias en cuanto a normativa de seguridad en la navegación fluvial sean mayores que en la navegación marítima.

    En España la navegación fluvial es escasa, pues únicamente presenta un uso navegable el río Guadalquivir en su último tramo (desde la desembocadura hasta Sevilla), aunque en el pasado también el río Ebro fue utilizado como vía de transporte de materias primas. 

               

    6.2.2. USOS RECREATIVOS 
    Los usos recreativos del agua comprenden la utilización de embalses, de ríos, de lagos y del mar para ocio o deporte. Esta utilización del agua está relacionada con el nivel y la calidad de vida, y aunque no implica consumo, puede generar conflictos relacionados con vertidos y pérdida de la calidad del agua que condicione otras aplicaciones. De ahí que se establezcan medidas para una ordenación de este tipo de usos. 

    6.2.3. USOS ECOLÓGICOS O AMBIENTALES
    Para preservar el buen funcionamiento y el equilibrio de los ecosistemas acuáticos, conservando su biodiversidad, su dinámica, así como para mantener el paisaje, permitir la recarga de los acuíferos y favorecer los procesos de depuración natural, es necesaria una cantidad de agua que recibe diferentes nombres, como caudal ecológico, ambiental o mínimo, y que no tiene un carácter de uso en sentido estricto. Se trata de una restricción que se debe establecer antes de plantearse los usos o explotación de los recursos hídricos de una zona, región o país. La Ley de Aguas establece que estos caudales ecológicos han de fijarse en los planes hidrológicos de cuenca. Consumo de agua necesario para la producción de determinados productos agrícolas e industriales 
     Algunos autores proponen el término de caudal de mantenimiento, que expresaría la cantidad de agua que permite mantener un nivel adecuado de desarrollo de la vida en los ecosistemas acuáticos y de las zonas de ribera, aguas abajo de los lugares en que existen modificaciones en el régimen fluvial.Si se considera una cuenca fluvial, este caudal debe suponer el 10% del total de los recursos hídricos. 

    6.2..4. USOS ENERGÉTICOS
    El agua es fundamental para la producción de energía eléctrica, especialmente en países con escasos recursos petrolíferos. También se puede incluir en este apartado el agua empleada en los procesos de refrigeración de centrales nucleares.

    Este tipo de usos del agua no suponen un consumo de la misma, ya que, una vez empleada, y siempre que presente unos índices de calidad adecuados, puede volver a ser utilizada. 

    Dentro de este apartado destacan la energía hidráulica y la energía del mar, de muy desigual desarrollo pues mientras la primera está muy extendida y en muchos países es una fuente de energía considerable tanto en términos absolutos como relativos. Las distintas posibilidades de extraer energía del mar presentan un desarrollo desigual pero, en muchos, casos, prometedor. 

    6.2.4.1. Energía hidráulica 
    Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable. 

    Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de presas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen. 

     

    A. Ventajas e inconvenientes 
    • Ventajas 
      • Se trata de una energía renovable de alto rendimiento energético. 
      • Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable. 
      • Es una energía totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones tóxicas, y no causa ningún tipo de lluvia ácida y, desde este punto de vista, es ecológica. 
      • Además, los embalses que se construyen para generar energía hidráulica: 
        • Permiten el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente a actividades recreativas o sistemas de riego. 
        • Pueden regular el caudal del río en caso de que haya riesgo de una inundación. 
    • Ventajas económicas 
      • La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costes de combustible. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles como petróleo, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países. 
      • Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 99 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante su operación normal. 
      • Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Muy poco dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.  
    • Desventajas 
      • La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar pérdida de tierras fértiles, dependiendo del lugar donde se construyan. 
      • En el pasado se han construido embalses que han inundado pueblos enteros. También han provocado cambios sociales al destruir modos y medios de vida. 
      • Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser disruptivos para los ecosistemas de la zona, tanto acuáticos como terrestres (destrucción de hábitats, efecto barrera, etc.). 
      • Alteración de la hidrodinámica fluvial. En el vaso se cambia de régimen fluvial a lacustre, incrementando la sedimentación (y el riesgo de eutrofización), por lo que el agua que sale de las turbinas no tiene prácticamente sedimento. Esto puede dar como resultado la erosión de las márgenes de los ríos. Asimismo, se altera el régimen de carga y descarga de los acuíferos relacionados con el río. 
      • Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una dramática alteración en los ecosistemas. 
      • Cambios en las condiciones climáticas a nivel local o regional. 
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    6.2.4.2.  Energía del mar 
    La principal forma de obtención de energía a partir del mar ha sido, y es, la producida por las mareas. Otras formas de extraer energía del mar son: de las olas (energía undimotriz), de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, del gradiente térmico oceánico; de la salinidad, de las corrientes marinas. 

    A. Energía mareomotriz 
    La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más segura y aprovechable. Es un tipo de energía renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una penetración notable de este tipo de energía.   

    Los métodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse en estas tres: 
    • Generador de la corriente de mareaLos generadores de corriente de marea Tidal Stream Generators (o TSG por sus iniciales inglés) hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.
    • Presa de marea Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales. 
    • Energía mareomotriz dinámica La energía mareomotriz dinámica (Dynamic tidal power o DTP) es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa. 
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    Ventajas / inconvenientes energía mareomotriz 
    Tiene todas las ventajas de las energías sostenibles y pocos inconvenientes que pueden ser superados con una adecuada planificación. La energía mareomotriz es una de las energías sostenibles y verdes que tiene un mayor potencial de uso en el futuro, ya que actualmente apenas se aprovecha. Según los estudios realizados por expertos la  energía mareomotriz puede ser una de las que tenga un porcentaje anual de crecimiento más elevado de entre todas las renovables en la próxima década. 

    Las principales ventajas de la energía mareomotriz son que se trata de una energía limpia, verde, renovable, silenciosa y que apenas está siendo utilizada. La generación de energía proveniente de las olas no produce gases de efecto invernadero. Se pueden obtener grandes cantidades de energía de una manera muy eficiente e ilimitada ya que las mareas, en los lugares donde se producen, suelen ser muy regulares, por lo que la obtención de este tipo de energía es mucho más fácil que otras renovables. 

    La mayor desventaja es el impacto, a veces importante, en el medio donde se instala. Como cualquier otra energía sostenible o renovable debe estudiarse detalladamente donde va a instalarse, para tener en cuenta el impacto medioambiental y valorar si la cantidad de energía que se va a obtener justifica su instalación. Sólo en ciertos emplazamientos adecuadamente seleccionados donde las mareas son significativamente elevadas, la energía mareomotriz puede generar grandes de cantidades de energía. En cambio en el resto de emplazamientos su instalación supondría más problemas que ventajas. Otro inconveniente importante es el económico, ya que la inversión inicial para la construcción de una central mareomotriz es elevada, aunque el coste por kilovatio de energía generada será menor que en muchos otros tipos de generación energética. 

    B. La energía undimotriz 
    La energía undimotriz, u olamotriz, es la energía que permite la obtención de electricidad a partir de energía mecánica generada por el movimiento de las olas. Es uno de los tipos de energías renovables más estudiada actualmente, y presenta enormes ventajas frente a otras energías renovables debido a que en ella se presenta una mayor facilidad para predecir condiciones óptimas que permitan la mayor eficiencia en sus procesos. 

       

    C. La energía maremotérmica 
    La energía maremotérmica (también conocida como Ocean Thermal Energy Conversion, conversión de energía térmica oceánica, abreviadamente OTEC u OTE) es un tipo de energía renovable que utiliza las diferencias entre las aguas oceánicas profundas, más frías, y las superficiales, más cálidas, para mover una máquina térmica y producir trabajo útil, generalmente en forma de electricidad. Hasta ahora ha tenido el problema del rendimiento, pero los nuevos diseños en intercambiadores y otros dispositivos térmicos hacen que éste se aproxime al máximo teórico 

    D. Potencia osmótica 
    La energía azul o potencia osmótica es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río. El residuo en este proceso es únicamente agua salobre. Esta fuente de energía renovable presenta un gran potencial en regiones con ríos caudalosos. 

       

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    6. LA GESTIÓN DEL AGUA 

    Las prácticas actuales de consumo de agua, sobre todo en los países más desarrollados, conducen inexorablemente a una situación insostenible cuya consecuencia fundamental será la escasez de este elemento. De ahí la necesidad de modificar la planificación de los usos y demandas actuales del agua en todos los sectores: doméstico, industrial, agrícola y ecológico. 

    En la mayor parte del mundo, las prácticas agrícolas son básicamente las mismas que se utilizaban hace 5.000 años, y que consisten en inundar el campo o utilizar canalizaciones, lo que provoca pérdidas de agua en su distribución desde los embalses a los campos y pérdidas por evaporación, dado que el riego se suele realizar en regiones secas, sometidas a fuerte insolación. 

    6.1. Las medidas que se pueden adoptar son: 
    • Mejora en las prácticas de gestión del agua por parte de los agricultores y los administradores del agua, para lograr una distribución equitativa de ella y regar más campos con la misma cantidad mediante un control de los suministros o el aumento de las tarifas agrícolas, a fin de evitar el despilfarro.
    • Cambios en los sistemas de riego, como el riego por goteo, en el que el agua se reparte mediante una red de conductos porosos en superficie, semienterrados y en contacto con las raíces de las plantas. El agua se aplica en dosis muy pequeñas y frecuentes. 
    • Reutilización del agua residual depurada para el riego de determinados cultivos (forraje, fibras, obtención de semillas, etc.), previo tratamiento terciario. Esto supone una reducción de las extracciones de agua para uso agrícola. 
    6.1.1. Reducción del consumo en la industria 
    Se necesitan grandes cantidades de agua para fabricar los distintos productos que se emplean de forma cotidiana. Entre las posibles medidas para reducir estos consumos estarían: 
    • Reciclado de agua que se emplea en refrigeración. 
    • Reutilización de agua en sistemas cerrados dentro de la industria 
    • Aplicación de diseños de ingeniería que reduzcan el flujo de agua y eviten posibles pérdidas en las conducciones. 
    • Ofrecer incentivos a aquellas industrias que reduzcan sus necesidades de agua aplicando tecnologías de bajo consumo y a la vez menos contaminantes del agua utilizada, de forma que esta pueda ser empleada de nuevo. 

    6.1.2. Reducción del consumo urbano 
    El ahorro en las ciudades es un objetivo prioritario en toda gestión del agua, mediante la aplicación de una serie de medidas, entre las que destacan las siguientes: 
    • Empleo de instalaciones de bajo consumo, como electrodomésticos, cisternas, grifos con temporizador, etc. 
    • Mantenimiento adecuado de las instalaciones públicas de distribución y recogida, a fin de minimizar en lo posible las pérdidas de agua. 
    • Adopción de los precios del agua más acordes con su verdadero coste y que lleven al consumidor a una valoración más alta del agua como recurso. Estudios realizados en varios países indican que el consumo de agua disminuye entre un 3 y un 7 % si se aumenta un 10 % su precio. 
    • Aplicación del paisajismo xerofítico en los ajardinamientos de ciudades y residencias situadas en regiones de clima seco, que consiste en sustituir el césped, que requiere grandes cantidades de agua, por plantas y arbustos autóctonos, más resistentes a la sequía. 
    • Planificación urbana que no hipoteque los recursos al situar edificaciones en zonas que puedan afectar a fuentes de suministros de agua. 
    • Reutilización de las aguas residuales domésticas, previa depuración, en usos menos exigentes respecto a la calidad del agua. Así, los usos urbanos, como baldeo de calles, aparatos sanitarios; en usos agrícolas, el riego de cultivos leñosos o viveros; usos industriales en procesos de limpieza; usos recreativos, como campos de golf, y usos ambientales, como recargas de acuíferos o silvicultura. Entre los usos prohibidos para este tipo de aguas tenemos el consumo humano, usos en la industria alimentaria, instalaciones hospitalarias, cultivo de moluscos, agua para baños, torres de refrigeración, fuentes; es decir, usos que supongan riesgos para la salud de las personas o del medio ambiente. 7
    • Educación ambiental a través de la inclusión en los programas educativos del estudio de la hidrosfera y mediante campañas de sensibilización y concienciación ciudadana que permitan adquirir hábitos más eficientes y racionales en el uso del agua. 
     

    6.1.4. Medidas técnicas 
    Otra medida que se puede aplicar ante la demanda creciente de agua es la construcción de grandes obras. Como esta solución supone un coste económico y/o medioambiental muy elevado, solo debe abordarse cuando tenga una clara justificación social y siempre que las medidas encaminadas a una mayor eficiencia en el uso del agua, como las ya comentadas, resulten insuficientes para afrontar épocas de escasez del recurso. Destacan principalmente las siguientes: 


    6.1.4.1. Embalses. 
    La construcción de presas y embalses tiene como finalidad regular las aguas de los ríos y controlar sus crecidas; el abastecimiento de agua a poblaciones, industria y agricultura; generar electricidad, y por último, su utilización para el ocio y tiempo libre. 

    6.1.4.2. Trasvases. 
    Consisten en exportar agua desde una cuenca hidrográfica con excedentes a otra con déficit por medio de un sistema de canales cuyo impacto en el medio natural y en el paisaje es muy elevado. 

    6.1.4.3. Actuaciones sobre los cursos de los ríos. 
    Se trata de restaurar los daños que en ellos se hayan producido (pérdida en la capacidad de desagüe, calidad del agua, etc.). Son acciones encaminadas a facilitar la circulación del agua, eliminando aterramientos y recuperando pendientes; limpiando y acondicionando los cauces, y revegetación mediante la creación de bosques de ribera que den estabilidad a los márgenes, canalizaciones y rectificaciones para controlar inundaciones y avenidas. 

    6.1.4.4. Filtración mediante membranas u ósmosis inversa
    Está basado en los procesos de ósmosis. La separación del agua y la sal se realiza a través de membranas semipermeables que permiten el paso de agua pero invirtiendo el proceso de ósmosis natural, es decir, se aplica una presión superior a la presión osmótica que comprime contra la membrana semipermeable el agua salada haciendo que el agua pase hacia el otro lado de la membrana obteniéndose agua dulce.
      6.1.4.5. Depuración de aguas residuales
      Tiene por objeto la restitución del estado natural de las aguas resultantes de la actividad humana antes de ser devueltas al medio o de ser utilizadas de nuevo.

      6.1.4.6. Lluvia artificial
      Consiste en provocar el crecimiento de las gotas de agua hasta tamaños suficientes para caer. Hasta ahora, las técnicas disponibles no han dado resultados satisfactorios.

      6.1.4.7. Cobertura de embalses
      Para evitar la evaporación.

      6.1.4.9. Desalación del agua del mar o salobre. 
      Es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de mar o salobre. Las plantas desaladoras (también conocidas como desalinizadoras,) son instalaciones industriales destinadas a la desalación, generalmente del agua de mar o de lagos salados con el propósito de la obtención de agua potable, fundamentalmente. Conseguir potabilizar el agua del mar es una de las posibles soluciones a la escasez de agua potable. Mediante la desalación del agua del mar se obtiene agua dulce apta para el abastecimiento y el regadío. Las plantas desaladoras de agua de mar han producido agua potable desde hace muchos años, pero el proceso era muy costoso y hasta hace relativamente poco sólo se han utilizado en condiciones extremas. Actualmente existe una producción de más de 24 millones de metros cúbicos diarios de agua desalada en todo el mundo, lo que supone el abastecimiento de más de 100 millones de personas. La primera planta desaladora en España se ubicó en Lanzarote en 1965 y actualmente existen más de 700 en todo el país. Las plantas desaladoras también presentan inconvenientes. En el proceso de extracción de la sal se producen residuos salinos y sustancias contaminantes que pueden perjudicar a la flora y la fauna. Además, suponen un gasto elevado de consumo eléctrico. Con el fin de evitarlo, actualmente se están realizando estudios para construir plantas desaladoras más competitivas, menos contaminantes y que utilicen fuentes de energía renovables. 

       

      6.1.4.9.1. Procedimientos de desalación 
      La desalación puede realizarse por medio de diversos procedimientos, entre los que se pueden citar: 

      A. Desalación por ósmosis inversa (OI) 
      Ósmosis inversa (OI) es el proceso de la separación de una cantidad de agua dulce del agua salada a través de una membrana semipermeble en contra de gradiente de concentración. La presión necesaria para la OI depende de la cantidad de sólidos disueltos y del grado de desalación que se quiera obtener. La inversión de energía en el proceso resulta en un aumento de entropía. 

      Del mar proviene una fuente ilimitada del agua salada. Una planta usando ósmosis inversa va a necesitar hasta tres veces la cantidad del agua producida. Por eso el diseño de los pozos o sistema de captación debe considerar este factor para su capacidad. 

      El agua salada captada pasa primero por cuatro tipos de filtros que retienen partículas mayores a cuatro micras. 

      El paso principal de la producción de agua es la separación de H2O de la mezcla de sales y minerales presente en el agua del mar. Este paso se realiza en la etapa de ósmosis inversa precipiten (cristalicen) las sales dentro de los módulos de OI, o que partículas de diatomeas y microalgas lleguen a las membranas. Para eso existen tres pasos de filtración por arena más un último paso de micro filtración usando cartuchos de fibra sintética. El éxito de filtración también depende de la apropiada introducción de coagulantes. De acuerdo a la calidad de filtración se genera el ciclo de cambio de las membranas entre 2 y 5 años. Los dispersantes químicos introducidos antes de la micro filtración previenen la precipitación de minerales dentro del las membranas.

      Como todos los aspectos de la operación son automatizados, el trabajo de los operadores es la supervisión y el mantenimiento. 

      El concentrado de rechazo es 55% del agua bruta (aunque depende de la tecnología de desalación empleada). El 45% del agua ganada sale a presión atmosférica.

       

      El agua obtenida debe ser acondicionada para cumplir con ciertas características de alta calidad, ya que el agua producida tiene un pH ácido y un bajo contenido de carbonatos, lo que la convierte en un producto altamente corrosivo. Esto exige su preparación antes de su distribución y consumo. El pH se ajusta con carbonato de calcio a un valor de 7,7. Adicionalmente, si se requiere, se agrega también fluoruro de sodio e hipoclorito según las regulaciones municipales para uso del agua potable. 

      Los requerimientos energéticos de la desalación varían en función de la tecnología empleada, aunque hay una tendencia hacia su reducción, gracias a los avances tecnológicos. Empleando sistemas de ósmosis inversa y contando que el líquido producto debe ser bombeado a los lugares de destino, el gasto energético es de entre 3 y 4 kWh/m³. Se prevé que, con una mejora de la tecnología, pueda obtenerse agua desalada con un gasto energético de unos 2,9 kWh/m³. 

      B. Desalación por destilación 
      La desalación por destilación se realiza mediante varias etapas, en cada una de las cuales una parte del agua salada se evapora y se condensa en agua dulce. La presión y la temperatura van descendiendo en cada etapa lográndose concentración de la salmuera resultante. El calor obtenido de la condensación sirve para calentar de nuevo el agua que hay que destilar. 

      C.Desalación por congelación 
      Para la desalación por congelación, se pulveriza agua de mar en una cámara refrigerada y a baja presión, con lo que se forman unos cristales de hielo sobre la salmuera. Estos cristales se separan y se lavan con agua normal. Y así se obtiene el agua dulce. 

      D. Desalación mediante evaporación relámpago 
      En el proceso de desalación por evaporación relámpago, en inglés Flash Evaporation, el agua es introducida en forma de gotas finas en una cámara a presión baja, por debajo de la presión de saturación. Parte de estas gotas de agua se convierten inmediatamente en vapor, que son posteriormente condensadas, obteniendo agua desalada. El agua residual se introduce en otra cámara a presiones más bajas que la primera y mediante el mismo proceso de calentamiento, pulverización y evaporación relámpago se obtiene más agua desalada. Este proceso se repetirá, hasta que se alcancen los valores de desalación deseados. Estas plantas pueden contar más de 24 etapas de desalación relámpago. A este proceso se le conoce como MSF (evaporación multietapa).

      E. Desalación mediante formación de hidratos 
      En la desalación por formación de hidratos, no utilizada a gran escala. Este proceso de desalinización consiste en que el agua salada se pone en contacto con una serie de sales anhidras muy higroscópicas (son compuestos que tienen la capacidad de atraer hacia ellos agua en forma de vapor o líquido de su alrededor) que poseen una gran cantidad de agua de cristalización. Más tarde, estas sales hidratadas se quitan, se lavan y se deshidratan otra vez mediante la aportación de calor, consiguiéndose un agua de gran pureza y la serie de sales anhidras que son reutilizables. 

      F. Electrodiálisis 
      Consiste en el también conocido fenómeno mediante el cual, si se hace pasar una corriente eléctrica a través de una solución iónica, los iones positivos (cationes) migrarán hacia el electrodo negativo (cátodo), mientras que los iones negativos (aniones) lo harán hacia el electrodo positivo (ánodo). Si entre ambos electrodos se colocan dos membranas semiimpermeables que permiten selectivamente solo el paso del Na+ o del Cl- , el agua contenida en el centro de la celda electrolítica se desaliniza progresivamente, obteniéndose agua dulce. 

      6.1.4.1.2. Plantas desaladoras en España 
      España es el quinto país en número de desaladoras del mundo con un total de 900 plantas que tienen una capacidad de 1,45 millones de metros cúbicos al día. Debido a su función, las desaladoras deben instalarse cerca de una fuente de agua, en concreto, del mar. Se dedican a desalar agua marina, a una distancia de entre unas pocas decenas de metros a 3 kilómetros. Cuanto más lejos esté de la costa, mayor será la presión necesaria para captar el agua y, por lo tanto, el consumo energético será superior, lo que encarecerá todo el proceso. La primera desaladora de España (y Europa) fue construida en 1965 en Lanzarote con la tecnología de evaporación, a través de la energía solar , que hoy apenas se utiliza, y que ha sido sustituida por la de ósmosis inversa. En Las Palmas de Gran Canaria se construyó la primera desaladora de España con el método de ósmosis inversa en 1971. 

       

      6.1.5. Control en la explotación de acuíferos. 
      El ritmo de renovación del agua subterránea es muy lento. Puede fluir, por ejemplo, entre 1 y 100 m al año. Por esto, al extraer el agua subterránea en pozos se origina una zona sin agua, en forma de cono, alrededor del punto de extracción. Cualquier contaminante que se descargue por encima de este lugar es llevado por el cono directamente a la zona del pozo y puede afectar de forma muy importante a la calidad del agua extraída. Por otra parte cuando a un acuífero se le extrae, en un período largo de tiempo, más agua que la que se recarga (sobreexplotación), va disminuyendo el nivel freático y estamos haciendo un uso no sostenible de este recurso. Con el paso del tiempo el acuífero se irá vaciando, provocando diversos problemas, como su agotamiento, a la reducción del caudal de ríos que reciban aportes o hundimientos del terreno. Si los acuíferos están situados en zonas costeras, su sobreexplotación puede conducir a fenómenos de intrusión marina, con la consiguiente salinización, al ser ocupados por el agua del mar. 



      Para evitar todos estos problemas, es necesario ejercer un control preciso sobre su explotación, con el fin de reducir la demanda y permitir su recuperación de forma natural. En casos extremos en que estas medidas no sean suficientes, se puede recurrir al rellenado de los acuíferos de forma artificial, siempre que las características del terreno (permeabilidad) y las condiciones climáticas permitan que la infiltración sea superior a la evaporación, para mantener así el nivel freático. La recarga de acuíferos consiste en el conjunto de técnicas que permiten la introducción directa o inducida de agua en un acuífero. Existen dos métodos: 
      • En acuíferos libres, se realiza mediante infiltración a través de la superficie del terreno. 
      • En acuíferos confinados, mediante una perforación. Un caso alarmante relacionado con el uso insostenible de aguas subterráneas es el empleo de acuíferos fósiles que se sitúan a grandes profundidades, cuyas aguas datan de miles de años y cuya recarga no va a ser posible mediante mecanismos naturales o artificiales. 



      6.1.6. Reforestación. 
      Mejora el aprovechamiento de los recursos hídricos naturales al crear suelo vegetal (con gran capacidad de absorción) e interceptar el agua de lluvia, disminuyendo así la velocidad de escorrentía superficial. Este hecho, además de favorecer la infiltración del agua y la recarga de acuíferos, participa en la reducción de la erosión y en el impacto de las lluvias sobre el terreno (se reducen las riadas y las inundaciones. nivel del mar pozo seco pozo con bombeo nivel de agua en el pozo cono de depresión nivel freático original intromisión de agua salada en el pozo retracción.
      • Las zonas forestales con vegetación natural y espacios abiertos ocupan un 47.1% de la superficie.
        • Forestal arbolado: 26,8%
        • Forestal desarbolado: 17,4 %
        • Espacios abiertos con poca o sin vegetación: 2,36%
      • Las superficies artificiales constituyen en 2,1 % del total de la superficie
      • Las zonas húmedas y superficies de agua suponen el 0,9 % de la superficie.
      mapa_usos_forestales.png
      6.2. Soluciones de carácter político 
      Dentro de este apartado cabe destacar la promulgación de leyes que regulen el consumo de agua y la gestión de la misma, y garantizar su cumplimiento. Una adecuada política del agua debe atender las demandas urbanas, agrícolas, industriales, recreativas, etc., sin olvidar la importancia del mantenimiento de los ecosistemas que dependen directamente del agua. 
      También se incluyen en este apartado las conferencias internacionales que tratan de dar una respuesta global al problema de la escasez de agua y su saneamiento. Entre ellas cabe destacar:
      • Conferencia del Agua de las Naciones Unidas (Mar del Plata, 1977), donde se realizó una primera evaluación de los recursos hídricos a escala mundial. Marca el comienzo de las actividades globales en relación con el agua. 
      • Conferencia Internacional sobre el Agua y el Medio Ambiente (Dublín, 1992), que estableció cuatro principios básicos, entre los que cabe destacar: “el agua dulce es un recurso finito y vulnerable, esencial para sostener la vida, el desarrollo y el medio ambiente”. 
      • Conferencia de Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo (Río de Janeiro, 1992), donde de nuevo se realizó una evaluación de los recursos del agua, llegando a la conclusión de la necesidad de mantener un seguimiento constante de las fuentes, la cantidad y la calidad del agua, así como de las actividades humanas que afectan a dicho recurso; permitió la adopción de la Agenda 21, según la cual todos los países han de: 
        • Tener previstos programas que recojan medidas de control de los sistemas de desagüe y de los residuos industriales vertidos al agua, incluyendo tratamientos apropiados para su reducción, así como la aplicación de tecnologías de reciclaje; empleo de agua reciclada para la agricultura, que deberá racionalizar el uso de pesticidas, herbicidas y nitratos; preservación de los acuíferos de la contaminación marina y protección de las especies que habiten en zonas húmedas, ríos y lagos. 
        • Tomar medidas encaminadas a evitar la pesca excesiva y la contaminación marina, para proteger los ecosistemas costeros y marinos, 
      • El Foro Mundial del Agua (La Haya, 2001), que adoptó la visión del agua para el siglo XXI, y donde se fijaron los objetivos mundiales sobre saneamiento y abastecimiento de agua a las poblaciones. 
      • Conferencia Internacional del Agua Dulce (Bonn, 2001)
      • Tercer Foro Mundial del Agua (Japón, 2003), que estableció 2003 como el Año Internacional del Agua Dulce; en él se destaca que el agua es esencial para lograr un desarrollo sostenible y se busca una mayor concienciación sobre la importancia del uso y gestión sostenible de los recursos hídricos, así como la necesidad de su protección 
      6.3. Los recursos hídricos en España y su gestión 
      En España el agua es un bien nacional, un recurso escaso, con irregular disponibilidad entre regiones; por ello es necesaria una planificación de la política hidráulica. Su gestión corresponde al Estado, según se establece en la Ley de Aguas. 

      El balance hídrico es negativo, como consecuencia de un excesivo consumo de agua. Existe un déficit del orden de 3.000 hm3 , aunque hay diferencias entre unas cuencas y otras y, por tanto, entre unas regiones y otras. Este déficit aumenta en épocas de sequía, que se repiten de forma cíclica y que ponen en serio peligro el abastecimiento.  

       

      Organismos encargados de la gestión hídrica en España son: 
      • La Administración Central es responsable de los problemas de cantidad y calidad de las aguas. Se encarga de la redacción del Plan Hidrológico Nacional. 
      • El Consejo Nacional del Agua, que se crea con el fin de coordinar y asesorar, es un órgano consultivo y no legislativo. Puede proponer a otros órganos líneas de investigación tecnológica para conservar, recuperar, tratar y economizar el agua. 
      • Las Confederaciones Hidrográficas de cuenca, que la Ley de Aguas denomina Organismos de cuenca. Son diez, y sus atribuciones están reguladas en dicha ley. Son organismos gestores. Se encargan de la elaboración de los planes hidrológicos de cuenca que integran el PHN(Plan hidrológico nacional), conceden los permisos para los diferentes usos del agua y son responsables del mantenimiento y seguridad de los embalses, protegiendo sus cuencas de captación de agua.
      • La Dirección General de Calidad de las Aguas, cuyo objetivo es preservar y restaurar la calidad del medio hídrico. 
      La planificación hidrológica en España, según se recoge en la Ley de Aguas, hace hincapié en los siguientes objetivos, que vienen determinados por el cumplimiento de la Directiva marco de la UE: 
      • Aumentar la disponibilidad del agua. 
      • Proteger la calidad del agua. 
      • Racionalizar los usos del agua, cuidando el medio ambiente. - Conseguir que los españoles satisfagan sus demandas de agua. 
      6.3.1. El Plan Hidrológico Nacional (PHN) 
      El Plan Hidrológico Nacional tiene como objetivos destacados los siguientes: 
      • Lograr el buen estado de dominio público hidráulico y de las masas de agua. 
      • Gestionar la oferta de agua y satisfacer las demandas de agua presentes y futuras a través de un aprovechamiento racional sostenible, equilibrado y equitativo del agua, garantizando la suficiencia y calidad del recurso para cada uso y la protección a largo plazo de los recursos hídricos disponibles. 



      Para lograr sus objetivos: 
      • Establece la coordinación de los distintos Planes Hidrológicos de cuenca. 
      • Regula la transferencia de agua entre las diferentes cuencas (esta es la propuesta más controvertida). Propone medidas como: 
        • La desalación de agua de mar o salobre. 
        • La reutilización y depuración de aguas residuales. 
        • La canalización de agua de lluvia. 
        • La reposición artificial de aguas subterráneas. 
        • La gestión de las sequías. 
        • La regulación de zonas inundables. 
        • La protección de las aguas subterráneas. 
        • La conservación de los humedales. 
      • Pretende fomentar las prácticas de ahorro y uso sostenible mediante la educación, la formación y campañas de concienciación y sensibilización de ciudadanos. Se proponen como alternativas, entre otras, una «Nueva Cultura del Agua» que ha de basarse en un mayor apoyo a medidas de eficiencia, ahorro y reutilización de los recursos hídricos. 
      Dentro de la planificación hidrológica en España, se proponen también los siguientes planes: 
      • Programa AGUA, de actuaciones para la gestión y la utilización del agua, que reorienta la política del agua en concordancia con la Directiva marco del Agua de la Unión Europea. 
      • Plan Nacional de la Calidad de las Aguas, que incorpora los objetivos de la Directiva marco de la UE y en colaboración con las comunidades autónomas, sobre saneamiento y depuración.


      7. INTRODUCCIÓN. LA CALIDAD DEL AGUA 

      El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que se arrojan los residuos producidos por las actividades humanas. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida. 

      La degradación de las aguas viene de antiguo y en algunos lugares, como la desembocadura del Nilo, hay niveles altos de contaminación desde hace siglos; pero ha sido en los dos últimos siglos cuando se ha extendido este problema a ríos y mares de todo el mundo. 

      Primero fueron los ríos, las zonas portuarias de las grandes ciudades y las zonas industriales las que se convirtieron en sucias cloacas, cargadas de productos químicos, espumas y toda clase de contaminantes. Con la industrialización y el desarrollo económico este problema se ha ido trasladando a los países en vías de desarrollo, a la vez que en los países desarrollados se producían importantes mejoras.



      7.1. Parámetros de estudio

      La calidad del agua es “la capacidad intrínseca que tiene el agua para responder a los usos que de ella se pueden obtener (Libro Blanco del Agua en España). Por otro lado la Directiva Marco del Agua de la UE establece la calidad del agua como aquellas condiciones que deben darse en el agua para qu esta mantenga un ecosistema equilibrado. Por lo tanto, la calidad del agua se define en función del uso a que va a ser destinada (bebida, riego, baño,...) mediante una serie de caracteres o cualidades (color, sabor, olor,...) o en relación con su estado natural.

      Los criterios de calidad que se establecen son subjetivos y la normas de calidad no son comunes en los distintos países. Los criterios mínimos que ha de cumplir el agua para ser considerada apta para el consumo han sido elaborados por la Organización Mundial de la Salud (OMS). 

      Esta organización, la Unión Europea, los países y las comunidades autónomas establecen normas que regulan la calidad de las aguas. Estas normas pueden ser modificadas por organismos de inferior rango, países o comunidades autónomas exclusivamente para aumentar las exigencias de calidad. 

      Las normas más estrictas se aplican a las aguas potables que, según las normas de la Unión Europea, deben cumplir sesenta y dos parámetros como los descritos anteriormente. 


      El control de las aguas naturales es llevado a cabo por diversos organismos, como las Confederaciones Hidrográficas de cuenca, la red de Control Oficial de Calidad de las Aguas (COCA) o la red Integrada de Control de Aguas (red ICA), que tiene en cuenta los acuíferos subterráneos, y, desde 1993, el Sistema Automático de Información de Calidad de Aguas (SAIGA), que realiza análisis continuos en todas las cuencas y los comunica en tiempo real, igual que los de la red ICA, a través del satélite Hispasat 

      Para medir la calidad del agua se emplean una serie de parámetros o índices, que nos proporcionan mucha información sobre los usos y evolución de la misma, y permiten cuantificar el grado de alteración de sus características naturales, teniendo en cuenta su uso. SE pueden agrupar en físicos, químicos y biológicos. 

      7.1.1. Parámetros físicos
      Entre los que cabe destacar: 
      • Las características organolépticas (olor, color y sabor), cuando son controladas por un experto, dan mucha información de forma rápida y barata. Las papilas olfativas son capaces de percibir concentraciones de gases en proporciones inferiores a 0,001 g/L. También el color aporta mucha información sobre las bacterias y microalgas existentes. El agua potable debe ser incolora, inodora e insípida. La mayor dificultad radica en cuantificar estos parámetros, pues se aprecian de una forma subjetiva. 
      • La temperatura idónea para el consumo se sitúa entre 8 y 15 °C. Si el agua tiene una temperatura muy elevada, es mucho más probable la presencia de microorganismos. Los parámetros del agua, como los de cualquier sistema, son interdependientes: la subida de temperatura de las aguas disminuye la solubilidad de ciertos gases, como el oxígeno, y aumenta la de las sales. Además, incrementa la velocidad de las reacciones metabólicas y acelera la putrefacción. 
      • La turbidez se debe a los sólidos en suspensión, que pueden ser sedimentables o no sedimentables, y son capaces de producir absorción o dispersión de las radiaciones luminosas que atraviesan el agua. En las aguas claras la luz penetra a gran profundidad y permite la existencia de organismos fotosintéticos lejos de la superficie. Para cuantificar la penetración de la luz podemos utilizar el disco de Sechi. 
      • La conductividad del agua está relacionada directamente con los iones presentes en la disolución. Las aguas potables no deben tener valores mayores que 400 μS/cm (μS: microsiemen) o 40mS/m. 
      Principales tipos de contaminates Físicos del agua
      Contaminante
      OrigenEliminaciónEfectoMedidas correctoras
      Temperatura
      Refrigerante en industriasEnfriamiento natural por evaporaciónDisminución de oxígeno disuelto
      Redistribución de especies
      Cambios en ciclos de crecimineto y reproducción de especies acuáticas
      Enfriamiento antes del vertido
      Partículas radioactivasNaturalAguas que circulan por zonas ricas en uranio
      Antrópico 
      Centrales nucleares
      Residuos radioactivos
      vertidos
      Sedimentación de los productosAlteraciones genéticas
      Cáncer
      Control de vertidos
      Extracción arenas y lodos contaminados
      Sólidos en suspensión inorgánicos u orgánicosNatural
      Erosión
      Antrópico
      Aguas residuales industriales
      Aguas residuales urbanas
      Sedimentación en ríos lagos o mares
      Depuración biológica de sustancias orgánicas
      Disminución de la actividad fotosintética
      Alteraciones en las cadenas tróficas
      Dificultades respiratorias en organismos acuáticos
      Modificación de propiedades organolépticas
      Depuración de aguas urbanas e industriales
      Ondas sonorasMotores y hélices de barcos
      Explosiones subacuáticas
      Se extinguen en el aguaDaños en organismos marinosLimitar explosiones
      Disminuir sonidos
      disminuir tráfico marítimo


      7.1.2. Parámetros químicos 
      Son los más útiles para determinar la calidad del agua. Existe una gran variedad de ellos pero, entre los más utilizados, están: 

      7.1.2.1. Para determinar materia inorgánica 
      • pH: mide la acidez o basicidad del medio a través de la concentración de iones H+ presentes en el agua. Las reacciones químicas y biológicas dependen del pH, y la actividad biológica normal en el agua se desarrolla en un s valores de pH que oscilan entre 6 y 8,5 
      • Alcalinidad: determinada por la presencia de iones bicarbonatos e hidroxilo. 
      • Dureza, expresada en concentración de CaCO3, se debe a la presencia de iones Ca2+ y Mg2+. Se denominan aguas blandas a las que poseen una concentración menor que 50 mg CO3Ca/l; y aguas duras a las que tienen concentraciones superiores a 200 mg CO3Ca/l. Las aguas duras dificultan la cocción de los alimentos, dejan incrustaciones en las conducciones y calderas y forman poca espuma con el jabón, lo que incrementa el consumo de este y la consecuente contaminación. Ahora bien, también pueden presentar aspectos positivos pues las aguas de riego, por ejemplo, deben contener cierta proporción de calcio, y la presencia conjunta de calcio y magnesio favorece la productividad biológica. Asímismo pueden neutralizar la acción de determinados iones (metales pesados) que pueden resultar tóxicos. 
      • Índice de nitrógeno: se mide el índice de N orgánico, N amoniacal, NO2 (nitritos) y NO3 (nitratos). La descomposición y oxidación del nitrógeno orgánico por bacterias sigue la siguiente secuencia. N orgánico → N amoniacal → NO2 → NO3 Este índice sirve para determinar el tiempo que puede llevar el agua contaminada. Si hay niveles altos de N orgánico y N amoniacal significa que la contaminación es reciente, porque todavía no le ha dado tiempo a oxidarse. 
      • Fosfatos: el nivel de fosfatos sirve para determinar si el agua se ha contaminado con fertilizantes o detergentes con fosfatos (hoy día están prohibidos). 
      Principales tipos de contaminates Químicos del agua
      Contaminante
      OrigenEliminaciónEfectoMedidas correctoras
      Sustancias orgánicasNatural
      Restos de plantas, microbios, animales
      Antrópico
      Aguas residuadusles urbanas
      Aguas industriales
      Actividades agrícolas (biocidas)
      Depuración natural
      Sedimentación
      Disminución del oxigeno, eutrofización .
      Muerte de organismos acuáticos
      Depuración de aguas urbanas
      Depuración de industrias
      limitación de biocidas agrícolas
      Disminución de vertidos
      ÁlcalisDetergentes urbanos o indiustrialesDisolución y neutralización naturalTóxico para organismos acuáticosDepuración de aguas urbanas
      Depuración de industrias
      Sales (Cl- CO3=)Natural
      Aguas de zonas salinas o costeras
      Antrópico
      Aguas residuadusles urbanas
      Sobreexplotación de acuíferos costeros
      Disolución
      Precipitación (caliza)
      Salinización
      Aumento de dureza del agua
      Depuración
      No sobreexplotación
      FosfatosDetergentes
      Fertilizantes
      Depuración naturalEutrofizaciónLimitar uso
      Sustituir los productos
      Depuración
      Nitratos, nitritos, amoniacoVertidos agrícolas y ganaderos
      Descomposición de materia orgánica
      Aguas residuales urbanas
      Depuración naturalEutrofización
      Toxicidad en algunos animales
      Control de vertidos
      ÁcidosIndustriaDisolución y neutralización naturalTóxico para organismos acuáticosDepuración de aguas urbanas
      Depuración de industrias
      Metales pesados Zn, Cd, Pb, Hg, AsIndustria
      Minería
      Precipitación
      Disolución
      Envenenamientos
      Aumento de concentración en redes tróficas
      Depuración de industrias
      Azufre, sulfatosAguas residuadusles urbanas
      Aguas industriales
      Minería
      Precipitación
      Disolución
      ToxicidadDepuración de aguas urbanas
      Depuración de industrias
      H2SEutrofizaciónDepuración naturalToxicidad
      Mal olor y sabor
      Depuración de aguas

      7.1.2.2. Para determinar materia orgánica

      A.   La DBO (demanda biológica de oxígeno)
      Es la cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos para descomponer la materia orgánica presente en el agua. Este proceso de oxidación es lento y los compuestos orgánicos sencillos se midan casi completamente en cinco días, mientras que los complejos sólo se degradan en un 40% en el mismo periodo de tiempo. Existen diferentes formas de determinar este parámetro, pareo la más frecuencia es la que se refiere al periodo de incubación de cinco días, la DBO5 podemos cuantificar indirectamente la materia orgánica, evaluando el oxígeno consumido en cinco días por los microorganismos al respirar en unas condiciones determinadas de temperatura, volumen de agua y oscuridad. 

      En el agua con más materia orgánica habrá mayor proliferación de microorganismos aerobios, que consumirán mayor cantidad de oxígeno. Es decir, hay una relación directa entre el oxígeno perdido durante la incubación y la materia orgánica existente. 

      Este parámetro proporciona buena información sobre la depuración biológica del agua. Sin embargo, no toda la materia orgánica se degrada y metaboliza del mismo modo. Los compuestos sencillos se degradan con rapidez y consumen mucho oxígeno, pero los compuestos difíciles de metabolizar dan valores bajos de DBO5 aunque sean abundantes. 

      Los efluentes procedentes de una depuradora de aguas residuales que vierten a un río deben tener una DBO5 menor que 20 mg/l, y el agua que se va a potabilizar para consumo urbano no debe sobrepasar los 3 mg/l. 

      B.   La DQO (demanda química de oxígeno) 
      También cuantifica la materia oxidable: para ello se utiliza una disolución conocida de oxidante químico fuerte, como dicromato o permanganato potásico. Esta medida se realiza fácilmente mediante una valoración redox. Los valores obtenidos deben ser más altos que los de la DBO5, porque la oxidación no es selectiva: se oxida toda la materia orgánica e inorgánica existente (el valor resultante de restar la DBO a la DQO indica la cantidad de materia inorgánica o no biodegradable presente). Además, la oxidación es más enérgica que la producida por la respiración de los microorganismos. 

      C.   El COT (carbono orgánico total) 
      Se determina realizando una combustión completa y midiendo el CO2 desprendido. Una pequeña parte del carbono puede proceder de los iones bicarbonato, aunque la mayoría proviene de la materia orgánica. Este parámetro se obtiene con facilidad y proporciona una cuantificación muy aproximada de los compuestos orgánicos existentes. 

      D.   El OD (oxígeno disuelto) 
      Mide la concentración de O2 a 20 ºC. Es un parámetro importante para el desarrollo de los seres vivos y la autoregeneración. A medida que el agua se carga de materia orgánica, proliferan los organismos descomponedores que consumen el oxígeno en disolución.  Las aguas de un río de montaña pueden tener hasta 10 mg/L de OD. Cuando se han cargado de materia orgánica, pueden bajar de 4 mg/L y, entonces, desaparecen los seres aerobios. Si el oxígeno se consume totalmente, las aguas se convierten en tóxicas para los organismos aerobios y se producen descomposiciones anaerobias que originan sustancias malolientes, como metano, sulfhídrico y nitrosaminas. Composición del agua de buena calidad El agua de buena calidad para consumo debe tener la siguiente composición:



      Algunos valores para índices de contaminación
      Parámetro
      Agua no contaminadaContaminación débilContaminanción intensa
      OD (mg/l)753
      DBO (mg/l)0-55-2020-50
      OD (mg/l)20-4040-6060-80
      Coliformes (u/l)0-10E410E4-10E510E5 - 10E6


      7.1.2.3.  Parámetros biológicos 
      También llamados indicadores biológicos de calidad del agua o de contaminación, cuantifican la cantidad de organismos vivos que se encuentran en las aguas, tanto microscópicos (algas, hongos, bacterias y virus) como de mayor tamaño (larvas de insectos, animales y plantas), cuya presencia o ausencia nos indica el grado de contaminación. Algunos de estos organismos pueden ser beneficiosos para la regeneración de las aguas, pero también pueden transmitir enfermedades. 

      Se pueden obtener de forma directa (observación y conteos in situ) o de forma indirecta. Para esto último, se hacen cultivos en tubos de ensayo y se mide el cambio de color, de turbidez o los gases desprendidos. Con la ayuda de tablas, se calcula el número más probable (NMP) de microorganismos existentes, que es una estimación indirecta y aproximada, pero suficiente, de la concentración de microorganismos que contiene el agua. 

      Según la contaminación orgánica de las aguas, podemos diferenciar tres tipos de zonas: 
      • Zona oligosaprobia. La concentración de materia orgánica es escasa, por lo que apenas proliferan organismos descomponedores. Hay presencia de animales y plantas superiores. 
      • Zona mesosaprobia. La contaminación orgánica es moderada. Presenta una proporción media de organismos descomponedores. Habitan en esta zona insectos, gusanos, algas unicelulares y protozoos. Son aguas con suficiente oxígeno como para permitir la vida aerobia. 
      • Zona polisaprobia. Presenta una concentración alta de materia orgánica y baja de oxígeno disuelto. Viven en ella bacterias descomponedoras anaerobias, algunos protozoos y algunos gusanos. 
      A.  Índices compuestos 
      Los índices son valores numéricos que engloban los valores de varios parámetros físicos y químicos y en algunos casos parámetros biológicos, para expresar una valoración general de la calidad del agua. 
      Estos índices pueden ser físicos y químicos (reúnen ambas características del agua), como el índice de calidad general del agua (ICG), o los índices específicos para los distintos usos del agua, y bióticos, que señalan las variaciones de determinadas poblaciones de especies, como el índice de saprobios que analiza la presencia de organismo que se desarrollan en la zona de descomposición de materia orgánica. 
      Algunos de ellos son: 
      • Índice de coliformes: mide la [bacterias coliformes]/100 ml. Niveles altos indican contaminación fecal. 
      • Sistema de saprobios: utiliza ciertos organismos como boindicadores, ya que crecen selectivamente en aguas con diferente grado de contaminación.

      • BMWP: utiliza como indicadores 131 familias de macroinvertebrados. Toma como referencia principal la riqueza biológica de las aguas naturales en función del número y tipo de especies presentes. Es uno de los más utilizados en España.  


      8. CONTAMINACIÓN DEL AGUA 

      8.1. Definición 
      Existen distintas definiciones de la contaminación del agua:
      • La Ley de Aguas define este tipo de contaminación como: “La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posterior eso con su función ecológica”. 
      • La Organización Mundial de La Salud (OMS) afirma: “El agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural”.
      • En la Carta del Agua del Consejo de Europa del año 1968 se indica: “La contaminación consiste en una modificación, generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural”. 


         

      Del análisis de las definiciones propuestas podemos deducir que: 
      • La contaminación del agua se debe al vertido de sustancias o formas de energía, que alteran su composición natural y, por tanto, su calidad. 
      • El grado de contaminación viene dado por el uso al que se destine. 
      • La contaminación del agua es ocasionada generalmente por la acción directa o indirecta del ser humano. 
      • La contaminación del agua provoca daños en los seres vivos, la salud humana y los ecosistemas. 2
      8.2. Tipos de contaminación
      Existen distintos tipos de contaminación que se pueden agrupar atendiendo a varios criterios: su origen, la naturaleza de los contaminantes, su localización, su evolución, el medio acuático en que se produce y su nivel de intensidad 

      8.2.1. Según su origen: 
      • Natural: Consiste en la presencia de determinadas sustancias en el agua sin que intervenga la acción humana: partículas sólidas y gases atmosféricos arrastrados por las gotas de lluvia y aguas de 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 mayor parte son eliminados. 
      • Antrópica: provocada por acción humana. Se distinguen diferentes fuentes de contaminación antrópica, dependiendo de la actividad que la provoque: 
        • Origen urbano: resultado del uso del agua en viviendas, comercios y servicios. Genera aguas residuales urbanas, ricas en microorganismos, materia orgánica y productos químicos de uso doméstico, además todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles (hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales, ácidos, etc.. Tienen una gran demanda de oxígeno. 
        • Origen agrícola y ganadero: derivada del uso de plaguicidas, pesticidas, fertilizantes, abonos y restos orgánicos de animales y plantas, que son arrastrados por el agua de riego. Contienen sales compuestas de nitrógeno, fósforo, azufre y trazas de elementos organoclorados que pueden llegar al suelo por lixiviado y contaminar las aguas subterráneas. En explotaciones ganaderas, la contaminación procede de los restos orgánicos que caen al suelo y de vertidos con aguas cargadas de materia orgánica, que así mismo pueden contaminar las aguas subterráneas. Pueden ser peligrosos para la salud y con influencia en la eutrofización de aguas lentas y en la contaminación de acuíferos. Las industrias agroalimentarias, empresas dedicadas a la elaboración de alimentos procedentes principalmente de la agricultura, también aportan al agua una elevada carga de materia orgánica. 
        • Origen industrial: derivada de actividades industriales. Producen un mayor impacto por la gran cantidad de materiales y fuentes de energía que pueden aportar al agua (materia orgánica, metales pesados, incremento de pH y temperatura, radiactividad, aceites, grasas,...). Las industrias más contaminantes son las petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimenticias, textiles y mineras. 
        • Navegación: produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Los vertidos de petróleo (mareas negras), accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos. 
        • Otras fuentes de origen antrópico: vertederos de residuos (urbanos, agrarios e industriales); restos de combustibles (lubricantes, anticongelantes, asfaltos,...); fugas de conducciones y depósitos de carácter industrial

      8.2.2. Según la naturaleza de los contaminantes 
      • Contaminación física. Producida por fenómenos físicos, como radiaciones, alteraciones de temperatura o la presencia de sólidos en suspensión. 
      • Contaminación química. Causada por la presencia de sustancias química, bien por acción directa, bien por desencadenar procesos que alteran el agua. 
      • Contaminación biológica. Debida a materias orgánicas y organismos patógenos. 
      8.2.3. Según su localización 
      • Puntual: producida por un foco emisor determinado y que afecta a una zona concreta (vertidos industriales, desagües de saneamiento municipal, descargas de plantas de tratamiento de aguas residuales). 
      • Difusa: de origen no tan definido, sin un foco emisor concreto, difíciles de delimitar geográficamente (vertidos agrícolas, mineros, de construcción, la escorrentía urbana). 
      8.2.4. Según su evolución 
      • Contaminación biodegradable. Con el tiempo disminuye y desaparece, porque las materias son asimiladas y sacadas de las aguas por los seres vivos, como sucede con las materias carbonosas, nitritos, fosfatos y sulfatos. Cuando los sistemas autodepuradores se saturan y el ecosistema acuático se desequilibra, tiene lugar la eutrofización de las aguas. 
      • Contaminación no biodegradable. La ocasionan compuestos extraños para los seres vivos, con frecuencia de síntesis industrial. No pueden ser, por tanto, degradados por ellos por carecer de las enzimas necesarias para metabolizarlos. Cuando estos organismos son comidos por otros, se pueden aacumulan de nuevo en ellos y así pasan al siguiente nivel trófico, produciendo efectos muy dañinos en los últimos eslabones.
      8.2.5. Según el medio en que se produce 
      • Contaminación marina. 
      • Contaminación de agua superficial. Es la más frecuente, debido a la mayor actividad humana que soporta. A pesar de todo, su regeneración es más fácil, ya que hay mayor densidad de organismos depuradores, está sometida a radiaciones solares y se renueva con rapidez. Cada tipo de agua superficial (ríos, lagos, pantanos, marismas, etc.) está sometida a un tipo de contaminación y tiene también una capacidad de autorregeneración distinta. Los contaminantes dejan sentir antes sus efectos sobre los lagos y las aguas estancadas que sobre las corrientes fluviales, porque el movimiento oxigena las aguas y facilita la autodepuración. Por esto, la eutrofización es más frecuente en lagos que en ríos. 
           

      • Contaminación de agua subterránea. El medio subterráneo se contamina menos, ya que muchos contaminantes quedan retenidos durante la infiltración. No obstante, cuando se produce, es grave, porque, al no observarse directamente, puede pasar desapercibida mucho tiempo, durante el cual aumenta la degradación. Las aguas subterráneas tienen una baja capacidad autodepurativa y se renuevan lentamente; además, es muy difícil limpiar los poros y las paredes de los acuíferos subterráneos contaminados. 

      8.2.6. Según el nivel de contaminación
      El nivel de contaminación es un concepto relativo, depende del uso: el agua para consumo urbano puede considerarse muy contaminada, aunque sea una excelente agua para baño. En las aguas fluviales se consideran los siguientes niveles de contaminación: 
      • Contaminación baja. La DBO es inferior a los 3 mg/L, la concentración de bacterias es inferior a 105 por cm3 , existe ligera densidad de algas y abundan los peces. Las posibilidades de autorregeneración son muy elevadas, sobre todo si se oxigena al discurrir a gran velocidad y formar turbulencias. 
      • Contaminación media. La materia orgánica viva y las biomoléculas que contiene el agua han aumentado considerablemente. La DBO está comprendida entre 3 mg/L y 15 mg/L, la concentración de bacterias es de unas 106 /cm3 las algas forman un tapiz verde oscuro y hay pocos peces. 
      • Contaminación alta. El oxígeno disuelto es escaso y la descomposición de la materia orgánica se produce de forma anaerobia, con el consiguiente desprendimiento de metano, amoniaco, sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono. El agua tiene aspecto sucio, desprende mal olor y no permite la vida de animales superiores. Esta agua puede provocar enfermedades como el cólera, el tifus, la disentería o la malaria (transmitida por insectos que proliferan en aguas muy contaminadas y generalmente estancadas), sobre todo en lugares con poco control sanitario. 
      ANIMACIONES

               

      CUESTIONES:     5      31     70     82

      8.3. Factores y nivel de contaminación 
      Existen una serie de factores que contribuyen a disminuir o a agravar los procesos de contaminación de las aguas, como son las características del receptor (ríos, lagos, mares, océanos) y de la zona donde este se encuentra y los usos previos del agua. 

      Si se tiene en cuenta las características del receptor, se puede distinguir: 
      • Tipo de receptor, es decir, si se trata de aguas superficiales o subterráneas. Es más fácil de contaminar y depurar el primer tipo, ya que en principio las aguas subterráneas están más protegidas. 
      • Cantidad y calidad del receptor. Si el volumen de que se dispone es mayor, también lo será la posibilidad de diluir la contaminación, pero si el receptor ya presenta una calidad baja, se produce un efecto sumativo que agrava el problema. 
      • Características de la biocenosis, es decir, la mayor o menor presencia de organismos capaces de degradar la materia orgánica presente en el agua. 
      • 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. Por ejemplo, los ríos caudalosos que además circulan por zonas de fuertes pendientes, dispersan mejor la contaminación. 
      Por lo que se refiere a las características de la zona donde se localiza el receptor, pueden existir en ella diferentes aportes de aguas contaminadas que aumenten el grado de contaminación del receptor, influyendo también las particularidades climáticas y geomorfológicas de la zona, que aportan las características al receptor. 
      • Una zona con un índice de pluviosidad alto incrementará el caudal del receptor y aumentará su capacidad para dispersar la contaminación. 
      • Una zona de relieve acusado aumentará la dinámica del receptor y, por tanto, su capacidad de dispersión de la contaminación. 
      En cuanto a los usos previos del agua del receptor, referidos concretamente al tipo y cantidad de vertidos que el agua ha tenido que soportar con anterioridad, así como a la existencia o no de sistemas de depuración en el receptor que contribuyan a aumentar o disminuir el grado de contaminación que provocaría una utilización posterior.

       8.4 Tipos de contaminantes 
      Se considera contaminante a cualquier sustancia química, ser vivo o forma de energía que aparezca en proporciones superiores a las consideradas normales. 
      • Contaminantes biológicos: Se contamina básicamente por los excrementos humanos o animales y por las aguas residuales: 
        • Microorganismos patógenos. Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños. 
        • Desechos orgánicos. Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biológica de Oxígeno). 
      • Contaminantes químicos: atendiendo a su metabolismo de diferencian: 
        • Biodegradables: como nitratos y fosfatos, procedentes de fertilizantes o de descomposición de materia orgánica. Su descomposición en el intestino, al combinarse con grupos amino de los alimentos, puede dar lugar a nitrosaminas, que son cancerígenas. Los carbohidratos, proteínas y grasas, así como gases como el metano, originan olores y colores anormales. 
        • No biodegradables: se obtienen por síntesis química, como plásticos, pesticidas, metales pesados,... Como los organismos carecen de enzimas capaces de transformarlos, pueden llegar a concentraciones peligrosas, acumulándose en las cadenas tróficas. Compuestos orgánicos como plaguicidas, hidrocarburos aromáticos, policlorobifenilos (PCBs) y detergentes alterar el sabor, olor y color natural, producen espumas y alcanzan toxicidad por bioacumulación. 
      • Contaminantes físicos: 
        • Radiactividad: procedente de fuentes naturales (rayos cósmicos, suelo,...) o actividades humanas (líquidos refrigerantes de centrales nucleares, residuos radiactivos de actividades médicas, de investigación o industriales). Se acumulan en los lodos de los embalses y fondos oceánicos. Son mutagénicos y tienen efectos cancerígenos. 
        • Contaminación térmica: procedente de la utilización del agua como refrigerante en industrias térmicas (calentamiento) o de las turbinas de los embalses (enfriamiento). Afecta a la concentración de O2 en el agua (disminuye su solubilidad al aumentar la temperatura), a la reproducción de especies y a la capacidad autodepuradora de las aguas. 
        • Sólidos en suspensión: como lodos, arenas, gravas y restos orgánicos de animales y plantas. Interfieren en la penetración de la luz, afectando a los organismos fotosintéticos, afecta a la capacidad de autodepuración del agua y dificulta su utilización en las plantas potabilizadoras. 
      En la siguiente tabla hay un resumen de los tipos de contaminates, su origen y efectos: 



      8.5. Autodepuración de las aguas
      La autodepuración de las aguas es un conjunto de fenómenos físicos, químicos y biológicos, que tienen lugar en el curso del agua de modo natural y que provocan la destrucción de materias extrañas incorporadas. Principalmente son las bacterias aerobias, que consumen materia orgánica con ayuda del oxígeno disuelto en el agua. Además, hay que añadir las plantas acuáticas, que asimilan algunos componentes en forma de nutrientes, así como otros procesos fotoquímicos, diluciones, etc. 

      La capacidad de autoregeneración de una masa de agua depende de los siguientes aspectos principales; el caudal o volumen, que permitirá diluir el vertido y facilitar su posterior degradación, la turbulencia del agua, que aportará oxígeno diluido al medio, favoreciendo la actividad microbiana y, la naturaleza y tamaño del vertido. 

       


      En este sentido, la presencia en el agua de altas concentraciones de contaminantes, tanto biodegradable como elementos artificiales no biodegradables, anula el proceso de autodepuración, se rompe el equilibrio y queda una zona contaminada que resultará difícil recuperar si no es de forma lenta y/o artificial. Además hay que añadir que muchos plaguicidas, fertilizantes, metales pesados, etc. no desaparecen de los ambientes acuáticos sino que cambian de lugar. Se acumulan en el fondo de ríos y mares, se incorporan a las plantas, y de ahí, se incorporan a las cadenas tróficas, etc. 

      En el caso de vertidos de sustancias biodegradables, siempre existirá la autodepuración. Aun así, la autoregeneración total dependerá de la cantidad de contaminantes, la naturaleza de los contaminantes, el vertido esporádico o permanente de efluentes, la temperatura, la cantidad de oxígeno disuelto en el agua, y la capacidad de diluir los distintos materiales que afectan el ambiente acuático. 

      En los mecanismos naturales de autodepuración de un río se distinguen cuatro zonas según su contaminación y fase de depuración.  
      • Zona de degradación, próxima al vertido; desaparecen las formas de vida más delicadas; algunos peces y algas, y aparecen otras más resistentes. El aspecto del agua es sucio, disminuye el contenido en oxígeno y aumenta la DQO. Comienza la degradación por parte de la flora microbiana. 
      • En la zona de descomposición activao séptica, contiene poco oxígeno en disolución, y la DBO5 es muy elevada. En ella abundan los organismos anóxicos, como bacterias descomponedoras, hongos fecales, larvas de insectos y gusanos tubifex y aparecen aguas sucias, ennegrecidas, con espumas, y malolientes. Existe una descomposición anaerobia que provoca un desprendimiento de gases. 
      • Zona de recuperación. Poco a poco, se van regenerando todos los parámetros (surgen organismos fotosintéticos que elevan el OD, hidrolizan las macromoléculas y proporcionan nutrientes para ellos mismos y para las algas), reaparecen los vegetales y el agua se clarifica. 

      A pesar de contar con la particularidad de la autoregeneración de las aguas, los grandes caudales de aguas residuales, tanto urbanas como industriales, vertidos sobre los río hace necesaria la instalación de depuradoras, evitando así la contaminación de los cauces. 

      8.6. Contaminación de las aguas marinas y continentales 

      8.6.1. Contaminación del mar 
      Los mares y océanos, por su enorme tamaño, parecían ser inagotables en sus recursos (pesca, turismo, biodiversidad, por ejemplo), pero ya se ha comprobado que tienen un límite y que se está a punto de sobrepasarlo. Con respecto a la contaminación de sus aguas, pasaba lo mismo, parecían inmunes a todas las agresiones y así, se han empleado como vertederos de basuras urbanas, como receptores de las aguas residuales. También el mar ha sido empleado como depósito de residuos tóxicos y peligrosos; por ejemplo, hasta hace relativamente poco tiempo se arrojaban al mar los residuos radiactivos. Además, los océanos reciben desde los ríos todos los residuos arrojados en éstos; también los derivados de la limpieza de las bodegas de los grandes barcos (está prohibido pero se hace). Con cierta frecuencia, tienen lugar graves catástrofes por vertidos de hidrocarburos cuando un buque petrolero naufraga (marea negra). El pescado de muchos caladeros está muy contaminado por metales pesados, debido a los vertidos industriales y al fenómeno de bioacumulación. 

      En buena parte esta actitud se ha visto favorecida por la gran capacidad de autodepuración de los mares y océanos debido al gran volumen de agua que tienen. No obstante, hay diferencias de unos mares a otros en cuanto a volumen, dinámica y diversidad biológica; características que influyen en su capacidad para diluir, dispersar y asimilar los contaminantes. 

      El estado de salud de los mares y océanos depende por lo tanto de muchas variables, y es mucho más difícil de diagnosticar y probablemente de remediar que el de un río o un lago. 



      Un aspecto aparentemente anecdótico y sin embargo grave de la contaminación marina es la basura flotante, que ha sufrido un incremento exponencial con la llegada de los plásticos a la civilización moderna, y también con el auge de la navegación turística y deportiva. Este es peligroso para la vida marina: cetáceos, aves, tortugas y peces se enredan en el plástico (las piezas agujereadas que sujetan latas de bebidas son especialmente peligrosas: deben cortarse antes de tirarlas a la basura) o lo tragan confundiéndolo con comida: el 30% de los peces pescados en el Mediterráneo han ingerido plástico.

      La contaminación no siempre es física. En masas de agua de gran extensión, las ondas sonoras pueden propagarse a lo largo de kilómetros sin perder intensidad. La presencia Basura marina y su tiempo de permanencia  cada vez mayor de sonidos de gran potencia o constantes procedentes de barcos, sónares, instalaciones petrolíferas e incluso de fuentes naturales como terremotos puede alterar los patrones de migración, comunicación, caza y reproducción de muchos animales marinos, en especial los de mamíferos acuáticos como la ballena y el delfín.

      8.6.1.1. Mareas negras 
      Las mareas negras están producidas por vertidos de petróleo procedentes de operaciones de extracción en plataformas petrolíferas, el trasvase y descarga y limpieza de petroleros, o accidentes de petroleros. 

      Los efectos ambientales de una marea negra son debidos, por un lado, al petróleo que queda en la superficie, que impide la entrada de luz hasta los organismo fotosintéticos (fitoplancton), por lo que desaparecen, y con ellos el resto de las especies que estaban relacionadas a través de cadenas tróficas, y por otro lado, a los componentes más pesados (aceites y alquitrán), que caen el fondo, destruyendo la flora y fauna bentónicas. Esto es especialmente grave en la plataforma continental y en los arrecifes. La ingestión de crudo y de sus componentes tóxicos puede provocar envenenamientos directos e indirectos, si se incorporan a las redes tróficas. 

      Además el petróleo puede cubrir les plumas de las aves marinas y la piel y el pelo de los mamíferos, dificultando sus movimientos e inutilizando su función de aislante térmico, por lo que los animales mueren por hipotermia. 

      Si el problema tiene lugar cerca de la costa se alteran las actividades humanas, especialmente las pesqueras (disminución de bancos de peces, crustáceos, moluscos, etc.) y las turísticas (deterioro de las playas y del paisaje), ocasionando graves consecuencias económicas para la zona afectada. 




      Los vertidos sufren una serie de procesos naturales que permiten en parte su eliminación. Entre ellos: 
      • Evaporación de hidrocarburos ligeros debida a la velocidad del viento y la temperatura. Fotooxidación de componentes del vertido en la superficie del mar, por la acción del oxígeno del aire y la luz. 
      • Dispersión de los componentes pesados, formando gotas. Favorecido por el oleaje. 
      • Emulsión, formando una mezcla de petróleo y agua (“chapapote”). Dificulta su recogida. Disolución de pequeñas cantidades. 
      • Sedimentación de las fracciones más pesadas, que se integran en los sedimentos del fondo. 
      Degradación por acción bacteriana de moléculas disueltas, dispersas o sedimentadas. 

      No obstante lo anterior, cuya velocidad de actuación es demasiado lenta para evitar sus consecuencias, cuando se produce un vertido es necesario adoptar medidas correctoras para su eliminación. 

                                       

      Parece que la única solución preventiva ante este problema es el aumento de medidas de seguridad en la navegación, tanto estructurales (petroleros de doble casco) como activas (reglamentos de navegación más estrictos). Aun así, se calcula que el riesgo de accidentes con más de 500 toneladas de crudo vertidas es del orden de 50 cada año. 

      En todo caso, y a pesar de su espectacularidad, las mareas negras no son los peores enemigos de los mares: sólo el 5% de la contaminación de hidrocarburos que sufre el mar proviene de accidentes: el resto son vertidos voluntarios que realizan los petroleros al limpiar sus depósitos, o las refinerías, entre otros.. Con todo, la justificada alarma que suscitan los superpetroleros quizá oculta el peligro de otros transportes igualmente temibles. Por ejemplo, a lo largo de dos meses entre 1992 y 1993, una veintena de países estuvo en alerta sobre el carguero japonés Akatsuki Maru, que transportaba casi 2 toneladas de plutonio, residuos de centrales atómicas francesas y británicas, para utilizarlo como combustible en sus propias centrales nucleares. En este caso, un accidente hubiese tenidos consecuencias difíciles de imaginar. 

      Causas de vertidos de petróleo al mar 
      • Por causas naturales 10% 
      • Desde tierra 64% (de ellas un 15 a un 30% por aire ) 
      • Por funcionamiento de petroleros 7% 
      • Por accidentes 5% 
      • Por explotaciones petróleo en mar 2% 
      • Por otros buques 12% 2.6.2. 
      8.6.1.2. Contaminación de las aguas dulces 
      A) Contaminación de los ríos 
      En condiciones naturales los ríos transportan una serie de materiales (sales disueltas, sólidos inorgánicos y orgánicos en suspensión) como consecuencia de su capacidad disolvente, erosiva y de transporte, que correspondería a una contaminación natural. 


      A todo esto, y de manera creciente, la acción humana ha ido vertiendo a los ríos multitud de productos procedentes de las actividades domésticas, agrícolas, ganaderas e industriales, y aunque los ríos tienen una importante capacidad de autodepuración, no pueden asumir tal cantidad de contaminantes, por lo que la contaminación fluvial ha aumentado significativamente en las últimas décadas. 

                                      

      Las consecuencias de esta contaminación son: 
      • Pérdida en la calidad de las aguas, que puede suponer un riesgo para la salud. 
      • Alteraciones en los ecosistemas acuáticos (fauna y flora), con disminución de la biodiversidad.
      • Restricciones en el uso del agua.
      B) Contaminación de los lagos 
      Los lagos debido a la casi inmovilidad del agua (ambiente léntico), son más fácilmente contaminables que los ríos y tienen una capacidad de autodepuración menor. Se pueden contaminar por las mismas fuentes que los ríos y sufrir las mismas consecuencias pero, además, pueden sufrir el proceso de eutrofización (exceso de nutrientes). 

      C) Eutrofización 
      La eutrofización es un aumento de la productividad primaria (excesivo crecimiento de algas), provocado por la introducción de bionutrientes que contienen nitrógeno y fósforo. Se produce un exceso de algas y plantas acuáticas con una gran actividad biodegradativa que consume oxígeno del agua y deteriora su calidad. 

        

      La eutrofización se desarrolla básicamente en tres etapas: 
      • Gran aporte de nutrientes, fundamentalmente con fósforo, que es el principal factor limitante. Este fósforo procede básicamente de abonos y fertilizantes, residuos alimenticios y detergentes con fosfatos. 
      • Proliferación excesiva de organismos fotosintéticos superficiales, como fitoplancton y algas, que enturbian el agua y disminuyen la zona fótica. La gran actividad respiratoria hace disminuir el oxígeno disuelto producen la muerte de organismos aerobios y vegetales fostosintéticos. Asímismo el agotamiento del ntrógeno provocará la muerte del fitoplancton y la proliferación de algas cianofíceas, que lo obtienen directamente de la atmósfera.. Los restos de todos estos organismos al morir generarán una gran cantidad de materia orgánica que se deposita en el fondo. Oxidación de materia orgánica del fondo por parte de bacterias aerobias, agotando el oxígeno, llegando a producir condiciones de anaerobiosis. Así se favorece la aparición de bacterias anaerobias que, al fermentar la materia orgánica, hacen que se desprenden compuestos químicos desagradables y peligrosos para la salud H2S, H4C, H3N). Todo ellos empobrece la vida acuática. 
      Los efectos más importantes de la eutrofización son: turbiedad del agua, y olor desagradable, alterándose las propiedades organolépticas del agua; falta de oxígeno, lo que provoca la muerte de muchos animales; desequilibrio ecológico del ecosistema, al aumentar la vegetación y producirse la sustitución de unas especies por otras; gran sedimentación; disminución del valor recreativo. 

      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. 
      • Reducir el aporte de nutrientes en especial fósforo, usando detergentes sin fosfatos y moderando la utilización de fertilizantes. 
      • Inyectar oxígeno puro en lagos y embalses afectados. 
      D) aguas subterráneas 
      Las aguas subterráneas suponen un recurso hídrico importante pues reúnen unas características que, en general, las hacen aptas para el consumo, además de tener un gran valor ecológico al ser el soporte para el desarrollo de la vida en muchas zonas húmedas. 

      Actualmente se ven afectadas por graves problemas, destacando la contaminación, la sobreexplotación y la salinización, estando los dos últimos íntimamente ligados. 

             

      D.1- Contaminación 
      El origen de la contaminación de las aguas subterráneas es muy variado: residuos sólidos urbanos, actividades agrícolas y ganaderas, actividades industriales y mineras, fugas de aguas residuales,... La contaminación rural, por ejemplo, está provocada por los pesticidas y plaguicidas, sustancias químicas asociadas a los abonos, el propio estiércol y sus productos de descomposición,... 

      Las aguas subterráneas son más difíciles de proteger, depurar artificialmente y tienen una autodepuración lenta, debido a dos causas: 
      • La detección no es inmediata, por lo que la contaminación se pudo producir hace meses o años 
      • La solución es más complicada, debido a que los acuíferos, al tener un flujo mucho más lento y afectar a grandes volúmenes de agua, necesitan mucho más tiempo para renovarse, e incluso el problema se mantiene al quedar las sustancias contaminantes adsorbidas en el acuífero. 
      D.2- Sobreexplotación e intrusión salina 
      El aumento creciente de la población y de las actividades económicas a nivel mundial, ha supuesto una utilización masiva de agua dulce de los ríos, lagos, embalses y acuíferos subterráneos, para satisfacer la demanda creciente de agua, hasta tal punto que en muchas ocasiones la tasa de explotación ha superado la tasa de renovación natural. 
      Esto ha producido una disminución del caudal de los ríos y del nivel de los lagos, pero donde se observa con mayor claridad la sobreexplotación de los recursos hídricos es en las aguas subterráneas. 

                    

      La explotación de los acuíferos a un ritmo superior al de recarga provoca un descenso del nivel freático, disminuyendo sensiblemente su utilidad como recurso. 

      Las consecuencias de la sobreexplotación son varias: 
      • Desecación de manantiales y de los ríos efluentes (aquéllos a los que drenan aguas subterráneas). 
      • Destrucción de los ecosistemas de los humedales. 
      • Compresión de suelos y riesgos de hundimiento del terreno por subsidencia. 
      • Fenómenos de intrusión salina: en los acuíferos cercanos a las costas, la sobreexplotación de acuíferos costeros ocasiona un descenso del nivel freático, provocando el fenómeno de "intrusión salina", de manera que el agua del mar, cargada de sales y de mayor densidad, invade el espacio libre del acuífero y desaloja el agua dulce, produciendo una salinización del agua subterránea. Este fenómeno se está produciendo en muchos lugares del Mediterráneo y Canarias. 
      D.3- Medidas preventivas y correctoras 
      • Medidas preventivas:
        • Ordenación del territorio. 
        • Control de vertidos en fábricas, granjas,.. 
        • Instalación de depuradoras en estas actividades. 
        • Reducción del uso de fertilizantes en agricultura. 
        • Evitar uso de herbicidas, plaguicidas,… en agricultura. + Control de la sobreexplotación de acuíferos. (regular actividades de demanda de agua, riegos,…). 
      • Medidas correctoras (muy caras, poco factibles). 
        • Inyección de aguas depuradas. 
      CUESTIONES     La eutofización



      9. SISTEMAS DE TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN DE LAS AGUAS 

      El interés del hombre por un abastecimiento de agua adecuado y por la utilización de sistemas para eliminar aguas residuales viene desde la Antigüedad. Se tienen datos, gracias a la existencia de restos arqueológicos, de letrinas neolíticas, restos de tuberías de arcilla, de fuentes y acueductos romanos, de desagües subterráneos para el abastecimiento de agua, etc. Pero es en el siglo XVIII cuando el interés por la depuración y el tratamiento de las aguas para uso público alcanza un grado importante que continúa hasta nuestros días, sobre todo en los países desarrollados, donde es posible aplicar los mecanismos de depuración y tratamiento más eficaces, pero a su vez más costosos. Estos sistemas entran dentro de lo que se considerar como el ciclo de utilización del agua. 

      9.1. Tratamiento del agua para consumo 
      El agua natural posee características físicas, químicas y biológicas que impiden su uso directo para beber o preparar alimentos, pues debe ser sometida a tratamientos y procesos que la conviertan en agua potable (carente de microorganismos patógenos, sustancias tóxicas, de sabor, olor, color y turbidez desagradables). 



      La potabilización se realiza en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) y los procesos que se llevan a cabo son de dos tipos: 
      • Tratamiento global, que consiste en aplicar diferentes procesos físicos (como la decantación, filtrado y tamizado) que permiten separar las partículas presentes en el agua por su tamaño al sedimentar, y procesos químicos, como la coagulación y la floculación, que emplean sales minerales, para formar agregados de partículas y provocar su posterior precipitación. 
      • Tratamiento especial, como la desinfección, que puede realizarse mediante: la cloración, que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, barato y fácil de controlar, pero que presenta el inconveniente de aportar un sabor desagradable al agua; y el ozono y las radiaciones ultravioleta, que son procedimientos caros, pero más eficaces. 
      Por último, se pueden añadir los denominados «tratamientos de afine», como la neutralización, que reduce la acidez del agua empleando reactivos (sosa o cal), y el ablandamiento, para reducir la dureza del agua y evitar deposiciones calcáreas en las conducciones de la red de abastecimiento de agua potable. 

           


      ANIMACIONES

             

      CUESTIONES:    53     54     Depuración de los ríos       Depuración biológica
                    


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

      9.2.1 Sistemas de depuración natural o blanda 
      Los sistemas de depuración natural se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales. Estos mecanismos requieren poco gasto de instalación y mantenimiento, puesto que apenas emplean equipos mecánicos o eléctricos, y son adecuados para aguas residuales procedentes de pequeños núcleos de población y zonas con pocos recursos económicos. 
      Entre los métodos empleados destacamos el lagunaje, que consiste en la depuración biológica de aguas residuales mediante la construcción de lagunas artificiales, poco profundas, que se llenan con el agua, objeto de depuración. Esta permanece allí durante meses, donde tiene lugar una sedimentación de materiales sólidos en suspensión y una degradación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia. El tiempo y la acción de estos microorganismos lleva a una depuración del agua contaminada. Existen otros sistemas, como los filtros verdes, que consisten en terrenos cubiertos de vegetación arbórea de crecimiento rápido (chopos), sobre los que se realiza el vertido de aguas residuales y en los que, por medio de los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo en los que intervienen los microorganismos que en él se encuentran, se produce su depuración. 

                        

      9.2.2. Sistemas de depuración tecnológica o dura
      La depuración tecnológica se realiza por medio de un conjunto de mecanismos existentes en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), en las que se utilizan una serie de procesos físicos, químicos y biológicos, combinados o aislados, con el fin de conseguir una concentración o transformación de los contaminantes presentes en el agua residual, de forma que estos puedan ser eliminados o reducidos y se devuelva al receptor agua con alteraciones mínimas. Estos sistemas requieren unas inversiones grandes en instalaciones, equipos y energía; de ahí que existan dificultades para una mayor extensión de su aplicación en países o poblaciones con baja potencialidad económica y social. La ventaja que presentan respecto a los sistemas de depuración blanda es la mayor rapidez y el mayor volumen de la depuración. 



      No todas las instalaciones y equipos de las plantas depuradoras son iguales, puesto que las características y procesos que realizan dependen de la naturaleza del agua residual a depurar, es decir, si procede exclusivamente de usos domésticos o si contiene vertidos agrícolas e industriales, y del volumen de agua residual que depurar (m3 /día). En una estación depuradora convencional podemos diferenciar tres líneas: 

      9.2.2.1. La 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. 


      Los tratamientos que constituyen la línea de agua son: 

      A. Pretratamiento. Es la separación de sólidos en suspensión o flotantes de gran tamaño y densidad (trapos, palos, hojas, plásticos, cuerpos de gran volumen, arenas, piedras y ciertas grasas), que llegan al colector de entrada de la estación depuradora y cuya presencia en el agua podría ocasionar grandes alteraciones en conducciones y bombas de la instalación o impedir otras fases del tratamiento. 
      Para ello se realizan los siguientes procesos: 
      Desbaste o retención. a través de rejas gruesas o finas, de los materiales más voluminosos. 
      Desarenado para provocar el depósito de arenas en el fondo y su posterior extracción y eliminación. Para evitar malos olores se procede a inyectar aire durante este proceso. 
      Desengrasado o eliminación de grasas, aceites y otros materiales flotantes, como pelos o fibras. - 

      B. Tratamiento primario. Consiste en la separación de sólidos en suspensión y material flotante que no han sido retenidos en el pretratamiento. En primer lugar, se produce la decantación en los denominados decantadores primarios, que son tanques de 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 (iones, sales metálicas, etc.) que se combinan con los sólidos en suspensión, formando agregados de mayor tamaño, lo que facilita su sedimentación. Finalmente, existen procesos de neutralización o ajuste de pH que permiten los tratamientos posteriores. - 

      C. Tratamiento secundario: conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica presente en el agua residual. 

      Uno de los procesos biológicos más empleados es el denominado de fangos o lodos activos, que consiste en colocar el agua residual en depósitos de grandes dimensiones bajo condiciones aerobias, de modo que las bacterias presentes en el agua o las que se añadan para agilizar el mecanismo degraden la materia orgánica mediante procesos de oxidación. Para ello se necesita un aporte de oxígeno que se realiza mediante turbinas o difusores. El resultado es una masa de lodos que son eliminados por un sistema de decantación secundaria. 

      Otro proceso lo forman los lechos o filtros bacterianos, depósitos que contienen una extensa masa de materia inerte (piedras silíceas, trituradas, fragmentos sintéticos) muy porosa y sobre la que se adhieren los microorganismos descomponedores formando una biopelíula. El agua residual se hace pasar a través del filtro, en forma de lluvia, y los microorganismos van degradando la materia orgánica. En los lechos bacterianos se mantienen condiciones aerobias gracias a la aireación natural a través de los poros. El agua depurada se recoge en su parte inferior.

      D. Tratamiento terciario. Son métodos avanzados, complementarios o alternativos, realizados para extraer materia orgánica suplementaria no eliminada anteriormente o para reducir nutrientes como N, P y sus compuestos: sales inorgánicas disueltas que no se retienen por los procesos de filtración, decantación o biológicos antes descritos. Estos procedimientos resultan caros y se aplican en algunas estaciones depuradoras. Su empleo posibilitaría la reutilización del agua depurada.

      E. Desinfección. Es un tratamiento final destinado a evitar problemas de salud debida a la existencia de bacterias y virus patógenos en el agua. Su utilización está en función del grado de eficacia de los tratamientos anteriores. Se suelen aplicar procesos como la cloración, que emplea cloro en forma de gas, la ozonización y el empleo de lámparas ultravioleta, aunque encarece el tratamiento. Como resultado de los procesos a que ha sido sometida el agua residual, se ha originado una concentración de contaminantes, de apariencia líquida, que se denominan fangos o lodos cuyo tratamiento se realiza en la línea de fangos. 



      9.2.2.2. La 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. Comprende los siguientes procesos: 

      A. Espesamiento de fangos. Se reduce el volumen de los mismos eliminando la mayor parte del agua que contienen, lo que facilita su manejo y el rendimiento de los tratamientos posteriores.

      B. Estabilización de fangos. Se utiliza 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. Esto eleva el coste del tratamiento, por lo que es un sistema que se emplea en pequeñas instalaciones. 

      En la mayoría de las estaciones depuradoras se realiza la estabilización anaerobia en los digestores, que son depósitos cerrados donde tienen lugar reacciones de fermentación que estabilizan la materia orgánica, transformándola en ácidos y gases, como el metano y el dióxido de carbono, que forman el llamado biogás, utilizado en la actualidad en algunos procesos industriales como combustible. 

      C. Acondicionamiento químico. Se realiza mediante la adición de compuestos (cal, cloruro férrico) o calor a presión, para provocar la coagulación de sólidos y facilitar el siguiente proceso. 

      D. Deshidratación. Se lleva a cabo mediante secado, filtros prensa y centrifugación, para eliminar el agua que todavía contienen los fangos. Estos pueden ser recogidos para su traslado a vertederos o sufrir procesos de incineración o fabricación de compostaje para su posterior aplicación a la agricultura. 



      9.2.2.3. La línea de gas. 
      Está formada por el proceso a que es sometido el biogás generado en el tratamiento de los lodos o fangos. El gas resultante 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 de la que disponen las estaciones depuradoras. 




           

      ANIMACIONES:

                 



      10. MEDIDAS CONTRA LA CONTAMINACIÓN 

      A lo largo de este tema se han nombrado medidas de prevención y corrección contra aspectos parciales de la contaminación de las aguas. En este apartado se hace un resumen, a grandes rasgos, de las medidas preventivas y correctoras que se pueden adoptar. 

      Además de las que se citan a continuación, que tienen un ámbito de aplicación a nivel de población y superiores, existen toda una serie de medidas que se pueden adoptar a nivel individual. 

      10.1. Medidas preventivas 
      Tienen como finalidad evitar que se produzca la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, y dado que ésta se produce fundamentalmente por el vertido directo y las infiltraciones de los contaminantes, las medidas que se deben adoptar residen en: 
      • Protección de los sistemas de captación, especialmente de los acuíferos, preservando el perímetro de protección de toda actividad contaminante. 
      • El control de los sistemas de desagüe y de los residuos industriales vertidos a los cauces, al mar, al suelo o inyectados en pozos. 
      • El tratamiento apropiado de los residuos, que reduzca la emisión de contaminantes. 
      • El empleo de tecnologías apropiadas que permitan el reciclaje del agua. 
      • El uso racional de pesticidas, herbicidas y nitratos en la agricultura. 
      • La utilización de productos de uso común, sobre todo de limpieza, biodegradables. 
      • Construcción de barreras filtrantes en acuíferos poco profundos. 
      10.2. Medidas correctoras 
      Este tipo de medidas, a su vez, tratan de eliminar, o minimizar en la medida de lo posible, los efectos de la contaminación una vez producida. Se pueden destacar: 
      • La depuración de las aguas residuales, y en consecuencia, la construcción de depuradoras en el mayor número de núcleos de población, siendo aconsejable llegar al tratamiento terciario. 
      • La descontaminación de los acuíferos, medida muy costosa, que consiste básicamente en el bombeo del acuífero contaminado y la inyección simultánea de agua limpia. 
      • Las sanciones económica, en una cuantía disuasoria, ya que muchas veces es más barato pagar la infracción que evitar la contaminación. 
      • Educación ambiental, lo que facilita la aplicación de las medias anteriores.


      11. RIESGOS ASOCIADOS CON LA DINÁMICA DE LA HIDROSFERA

      11.1. Las avenidas o inundaciones

      Los principales fenómenos que las desencadenan son los huracanes, lluvias torrenciales, la rápida fusión de la nieve por el aumento de la temperatura, o por la actividad volcánica, los obstáculos en la desembocadura de los ríos, o la obstrucción del cauce por avalanchas o deslizamientos y las roturas de presas. Estos fenómenos provocan un aumento del caudal de los ríos que llegan a desbordarse y originan las inundaciones.

      La superficie inundada puede ser a veces muy extensa y se producen daños incalculables, como son:
      •      Muerte directa de personas y animales
      •      Destrucción de cosechas y bienes personales.
      •      Destrucción de construcciones, puentes, carreteras,...
      •    Aparición de brechas, fracturas en diques y embalses con riesgo de rotura.Gran erosión de terreno.
      •      Riesgo de epidemias: hepatitis, tifus,...
      Cuando el caudal de un río aumenta y se desborda, el agua inunda las zonas adyacentes, pero este desbordamiento es controlado ya que el suelo absorbe mucho agua impidiendo inundaciones catastróficas. Pero el hombre  construye cauces artificiales con edificios hasta el borde del cauce, impermeabiliza el suelo con hormigón o asfalto y cuando hay una crecida se produce una gran inundación porque el agua no es absorbida por el suelo y discurre a gran velocidad destruyendo los edificios cercanos. Así mismo, al deforestar se impide la retención de agua que por escorrentía desembocan en los ríos agravando las inundaciones.

      Las inundaciones son la segunda causa de muerte después de los seísmos. Constituyen el mayor riesgo en nuestro país. En España son frecuentes las inundaciones en las ramblas mediterráneas.

      11.1.1. PLANIFICACIÓN DE LOS RIESGOS POR INUNDACIÓN

        Medidas de prevención y correctoras

        Medidas estructurales:
      •    Impedir el desbordamiento mediante la construcción de canales y diques de contención, pero en fuertes crecidas pueden romperse provocando graves catástrofe
      •   Aumentar la capacidad del cauce mediante su ensanchamiento, suprimiendo estrechamientos o estabilizando los márgenes.
      •      Medidas de laminación hidráulica que regulan las crecidas de los ríos reteniendo el agua para después soltarla de forma controlada. Se llevan a cabo mediante la construcción de embalses que además de retener el agua pueden servir para la producción de energía hidroeléctrica o para actividades recreativas.
      •    También se realizan desvíos de cauces muy utilizados en los tramos fluviales que atraviesan ciudades (Turia a su paso por Valencia). La reforestación y conservación del suelo es la medida más eficaz, ya que los vegetales retienen el agua porque la absorben por las raíces, disminuyendo la escorrentía y formación de agua de arroyada y torrentes y evitando la erosión del suelo y, por tanto, la acumulación de sedimentos en los cauces que provocan un incremento del riesgo por inundaciones.
        Medidas no estructurales:
      •     Elaboración de mapas de riesgos y la ordenación del territorio limitando o prohibiendo determinados usos en las zonas propensas a inundaciones. Esta ordenación del territorio es esencial ya que las terrazas fluviales son zonas muy fértiles y se utilizan para el cultivo.
      •     Así la legislación española establece tres zonas de ocupación en las terrazas fluviales para prevenir el riesgo de inundaciones:
        •     Zona A: de prohibición total para cualquier tipo de uso que comprende el cauce y una franja de 5 m. desde los márgenes del río.
        •     Zona B: de restricción I con una probabilidad de inundación de 1/100 (1 avenida cada 100 años), con una anchura de 100 m. Se permiten los usos agrícolas y las construcciones están limitadas (nº de pisos, estructura,...)
        •     Zona C: de restricción II con una probabilidad de que ocurran las inundaciones de 1/500, en la que existen algunas normas de restricción, aunque la limitación es menor que el caso anterior.
      •      Protección Civil establece sistemas de alarma que consisten en tener varias pautas de observación en el cauce donde se instalan pluviómetros o estaciones para estudiar las variaciones del caudal.
      •      Medidas de emergencia de Protección Civil: evacuación, medidas de autoprotección, etc.
      Medidas de predicción: Se basan en las predicciones meteorológicas. Actualmente es posible prever la formación de grandes tormentas que pueden originar inundaciones.

      11.2. Las sequias
      Las sequías son frecuentes durante las estaciones secas en zonas sonde la disponibilidad del agua no es abundante.

      Se entiende por sequía la escasez de agua de manera temporal en una zona donde suele haber agua disponible. Sin embargo, la aridez es la escasez de agua de manera permanente en una determinada zona. En estas zonas áridas, los seres vivos se encuentran en el límite en cuanto a la disponibilidad de agua, además en estas zonas cualquier cambio que pueda hacer disminuir la cantidad de agua corre el riesgo de convertirse en desiertos.

      Para prevenir y paliar los efectos de las sequías es necesario que exista una buena gestión de los recursos hídricos y que se promuevan medidas de ahorro de agua.

      Entre las principales medidas se encuentran: la instalación de depósitos, embalses, trasvases y la explotación de los acuíferos

      España es un país afectado por las sequías ya que en los meses de verano, las lluvias son escasas, especialmente en el sur de la Península y la costa mediterránea. La escasez de precipitaciones y la fuerte demande de agua, así como la mala gestión, influyen en el agotamiento de las reservas de agua.


        

      ANIMACIONES
        



      12. IMPACTOS SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS

      Las construcciones destinadas a la utilización del agua para las distintas actividades humanas provocan una serie de impactos sobre la hidrosfera y el medio ambiente en general. Los principales impactos son: las grandes obras públicas y la contaminación.

      12.1 GRANDES OBRAS PÚBLICAS

      La construcción de grandes estructuras (presas y canales) implica una alteración de los procesos naturales de erosión y sedimentación, provocando una serie de impactos.

      12.1.1. Presas
      Los materiales que transportan los ríos quedan retenidos en las presas donde se acumulan. Este proceso se denomina aterramiento. Las aguas que parten de las presas transportan menor cantidad de materiales, por lo que existe un aporte menor de sedimentos y como consecuencia el retroceso de los deltas. Las presas provocan también la eutrofización de las aguas y variaciones en el nivel freático del agua subterránea. Muchas veces las presas se colmatan de sedimentos, lo que dificulta su funcionalidad.

      12.1.2. Rectificado y canalización de los ríos.
      •      El rectificado de meandros, aumenta la pendiente, aumentando la velocidad del agua y su poder erosivo, lo que provoca a su vez cambios en el ecosistema fluvial y un ensanchamiento del cauce, con la consiguiente destrucción de los ecosistemas de ribera.
      •      La canalización también produce cambios, reduciendo la biodiversidad y degradando estéticamente el río y la infiltración de agua.
      12.1.3. Trasvases
       La transferencia de agua entre cuencas hidrográficas produce los siguientes impactos:
      •     Alteraciones de los caudales entre ambas cuencas, que pueden producir alteraciones en los ecosistemas respectivos.
      •     Dispersión de especies de la cuenca donante hacia la cuenca receptora, pudiéndose producir en ésta cambios en su biocenosis.
      •           Conflictos sociales entre las regiones implicadas en el trasvase.
      •      Menor aporte de sedimentos en la desembocadura del río provocando variaciones en los ecosistemas costeros, así como una regresión de los deltas.


      13. VISORES

         


      14. ACTIVIDADES

       

      hidrosfera actividades.
      hidrosfera soluciones

      1. Recursos hídricos
      2. El problema de la escasez de agua
      3. Tratamiento del agua para consumo
      4. Recursos energéticos hídricos
      1. Contaminación de las aguas
      2. Efectos medioambientales en aguas continentales y marinas
      3. Métodos de depuración de las aguas


      15. OTROS CONTENIDOS

      Contaminación de la hidrosfera
      RRR