HISTORIA DEL ABASTECIMIENTO, DISTRIBUCIÓN Y TRATAMIENTO DEL AGUA EN MADRID 3ºC Y 3º D
Presentación del Producto final del trabajo por grupos del Proyecto de Física y Química para tercero de ESO
NUESTRO PROYECTO INVESTIGACIÓN REALIZADA • Introducción histórica del abastecimiento de agua en Madrid y el problema de las aguas residuales • ¿El agua que bebemos es una sustancia pura? • • • • •
Estudio del agua composición y propiedades físico-químicas Definición de sustancia pura Definición de mezcla Tipos de sustancias puras Tipos de mezclas
• Aguas subterráneas • El agua que utilizamos para nuestro consumo debe reunir unas características en cuanto a las concentraciones de las sustancias que lleva disueltas. La eliminación de sustancias perjudiciales del agua es un proceso necesario, tanto si esa agua va destinada al consumo humano como si va a ser vertida al medio ambiente. Ese proceso se lleva a cabo en las estaciones depuradoras de aguas. • Condiciones del agua para ser potable • • • • •
Concepto de disolución Concentración de una disolución Concentraciones máximas de las diferentes sustancias contenidas en el agua potable Expresión de la concentración de una disolución Estudio de algunas aguas embotelladas
• Problema de las aguas residuales • •
Mezclas heterogéneas Mezclas homogéneas
• Tratamiento de las aguas residuales • • •
Procedimientos de separación de mezclas heterogéneas Procedimientos de separación de mezclas homogéneas Procedimientos utilizados en la EDAR
PRODUCTOS FINALES 1. TRABAJO INDIVIDUAL: PREPARACIÓN DE APUNTES DEL TEMA ¿CÓMO SE PRESENTA LA MATERIA?: SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS Los alumnos han elaborado unos apuntes, a modo de capítulo de un libro de texto, con los contenidos de este tema del currículo de la asignatura. Para la elaboración de los apuntes han utilizado diversos recursos: Investigación bibliográfica Actividades de investigación en el laboratorio Visitas guiadas Actividades prácticas en el aula y en casa
PRODUCTOS FINALES (2) 2. TRABAJO DE GRUPO: ELABORACIÓN DE UN PÓSTER DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Cada grupo de trabajo ha realizado un póster sobre uno de los siguientes apartados • Introducción histórica • ¿Agua sustancia pura? • Condiciones del agua para ser potable • Aguas potables naturales • Aguas potabilizadas • El problema de las aguas residuales • Tratamiento de las aguas residuales • Reportaje fotográfico del tema del proyecto con pie de foto explicativo
PRESENTACIÓN DE LOS PÓSTER REALIZADOS POR LOS ALUMNOS DE 3º C Y 3º D DE ESO
Historia del agua
Maria Gacia, Adriana Brock, Marta Auñon y Marina Tovar 3D
Introducción Aguadores Madrid fue durante siglos la capital de los pueblos árabes. Como toda gran ciudad, Madrid necesitó siempre agua potable para garantizar la vida de sus habitantes. Esto fue una tarea difícil ya que el Manzanares era un río pequeño para tanta población y las recurrentes sequías propias del clima de Madrid. Por lo tanto tuvieron que recurrir a otros métodos para captar el agua: usaron las llamadas mayras o viajes del agua. Siglos más tarde, Felipe II instaló la Corte en Madrid en el año 1561. Puso Madrid como la capital de España en vez de Sevilla, que era la anterior a Madrid. Al trasladar las Cortes , toda la familia del rey, sus trabajadores y ciudadanos se fueron con el lo que produjo un aumento de población . Entonces se desarrolló la ciudad pero había poco suministro de agua ,la historia de Madrid ha estado unida a una búsqueda constante de reservas de agua potable. Aún así, la gente la derrochaba: Las calles estaban sucias por el famoso Agua va , el agua contaminada (por lo tanto habían muchas enfermedades) y mucha falta de higiene. Hasta que el rey Felipe II decidió cambiarlo: Buscó otras formas de captación del agua (viajes del agua, manantiales, ríos…) y limpió las calles de Madrid.
Viajes del agua Hasta mediado el siglo XIX en que se inauguró el Canal de Isabel II, el abastecimiento de agua en Madrid estaba a cargo de los Viajes de Agua, viajes subterráneos, verdaderas obras de ingeniería traídas a la Villa por los árabes, y que funcionaron hasta hace relativamente poco tiempo. Estos viajes de agua consistían en una serie de pozos y galerías que bien eran de drenaje o de captación que finalizaban en fuentes públicas que eran de uso de los vecinos y aguadores. Un Viaje de Agua constaba de: 1) La zona de captación del agua, que se encontraba aproximadamente a unos 10 kilómetros al norte de la ciudad. 2) Las galerías de captación o minas que unían los pozos de la zona de captación hasta las puertas de la ciudad. En determinados trechos se comunicaban con el exterior, mediante pozos de aireación, cubiertos en superficie por medio de un cascarón de piedra o “capirote”, de los que quedan algunos ejemplos en la Dehesa de la Villa y algún otro lugar.
RÍO TÁMESIS Es un río del sur de Inglaterra. Nace en el condado de Gloucestershire, pasa por Oxford, Eton y Londres, y desemboca en el mar del norte. Su longitud es de 346 Km. Es el río más importante de Inglaterra y la principal fuente de abastecimiento de agua en Londres.
Comparación de Ríos
RÍO MANZANARES: Es
Es la persona que vende y distribuye agua entre la población.
Sabatini Giuliano elaboró la primera ordenanza contra la suciedad de la capital en mayo de 1761.proyecto, firmado por Francisco de Sabatini, incluyó el empedrado y la limpieza de las calles de Madrid, todavía atrasada respecto a otras grandes ciudades europeas.
un río del centro de España, afluente por la derecha del Jarama, que es tributario del tajo. Discurre íntegramente por la Comunidad de Madrid, nace en la sierra de Guadarrama y pasa por Madrid. Desemboca en el río Jarama.
RÍO SENA: Es un de los ríos principales y vía de agua comercial de las regiones de Isla de Francia y Alta Normandía en Francia. Nace a 470 m en el departamento de Côte-d´Or y desemboca en El Havre, en la bahía del Sena.
AGUAS POTABILIZADAS ¿Cómo saber que es potable? Cuando la calidad del agua captada tenga una turbidez mayor de 1 unidad Nefelométrica de Formacina (UNF) como media anual, deberá someterse como mínimo a una filtración por arena, u otro medio apropiado, a criterio de la autoridad sanitaria, antes de desinfectarla y distribuirla a la población. Asimismo, cuando exista un riesgo para la salud, aunque los valores medios anuales de turbidez sean inferiores a 1 UNF, la autoridad sanitaria podrá requerir, en función de la valoración del riesgo existente, la instalación de una filtración previa.
¿Qué son? Las aguas potabilizadas son aquellas que se han visto sometidas a una serie de tratamientos para que puedan ser ingeridas por el ser humano
¿Cuáles son los tratamientos? Tiene diferentes configuraciones dependiendo del origen del agua y de la calidad final del agua deseada, pero posee unos principios de tratamientos comunes: Devaste, Decantación, Filtración y Desinfección.
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¿AGUA SUSTANCIA PURA? El agua puede encontrarse en tres estados diferentes que son: sólido, líquido y gaseoso.
Moléculas de agua en diferentes estados Características físicas del agua: El agua pura es un líquido; insípido (no tiene sabor), incoloro (no tiene color) e inodoro (no tiene olor). Está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.
AGUA -DENSIDAD:1 kg/m3 -EVAPORACIÓN:100 ºC -CONGELACIÓN:0 ºC
ALCOHOL -DENSIDAD:790 kg/m3 -EVAPORACIÓN:78,4 ºC -CONGELACIÓN: -114,1 ºC
HIDRÓGENO -DENSIDAD:0,0899kg/m3 -EVAPORACIÓN: -259 ºC -CONGELACIÓN:
Como vemos, el agua es la sustancia que puede pasar por los 3 estados en una temperatura ambiente o no muy descabellada El hielo es menos denso que el agua líquida. Cuando el agua se enfría, se contrae su volumen, como sucede en todos los cuerpos, pero al alcanzar los 4ºC cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación. Por eso el hielo es menos denso que el agua y flota sobre ella. Gracias a esta anomalía del agua, los lagos, ríos y mares, comienzan a congelarse desde la superficie hacia abajo, y esta costra de hielo superficial sirve de abrigo a los seres que viven, pues aunque la temperatura ambiental sea extremadamente baja (-50 0 -60º C), el agua de la superficie transformada en hielo mantiene constante su temperatura en 0ºC. Y el agua del fondo queda protegida térmicamente del exterior, y puede alcanzar los 4º o 5ºC, que son suficientes para la supervivencia de ciertas especies. En esta propiedad se basan los esquimales para construir sus casa de hielo (iglúes).
Grupo Alcalinos: Juan Carlos, Miguel, Diego y Álvaro
Aguas potables Naturales LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS De entre las rocas
MANANTIALES
Es una corriente de agua que mana del suelo o de entre las rocas de forma natural.
Del suelo
Agua de lluvia Una de las soluciones para hacer frente a la escasez de agua es el aprovechamiento eficiente del agua de lluvia La recuperación de agua pluvial consiste en filtrar el agua de lluvia captada en una superficie determinada, generalmente el tejado o azotea, y almacenarla en un depósito. Posteriormente el agua tratada se distribuye a través de un circuito hidráulico independiente de la red de agua potable. el agua pluvial se utiliza, a pesar de que sea potable, casi siempre donde no se requiere agua potable,: lavadora, cisterna del váter, lavado de coche, aunque su uso más utilizado es el riego de jardines.
Agua de deshielo
Otra fuente de agua potable es el agua que proviene de la nieve o hielo residente en la montaña al derretirse. No es el método más utilizado pero puede ser útil en diversas circunstancias. Este agua no está mineralizada pero esto no resulta perjudicial para la salud en contra de la creencia popular. Para obtener este agua lo único que hay que hacer es derretir la nieve o hielo.
Agua contaminada El pasado 7 de abril hubo un brote de gastroenteritis en Barcelona por culpa de agua embotellada contaminada por el norovirus probablemente causado por residuos fecales humanos en el manantial
Características aguas potables naturales:
LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS La diferencia entre la cantidad de precipitación y la cantidad de agua arrastrada por los ríos se filtra bajo el suelo y forma los acuíferos.
Sistema doméstico de recogida de aguas pluviales
-Deberá estar exenta de Parásitos y microorganismos patógenos -No excederán los límites de detección :el cloro residual, compuestos fenólicos, agentes tensioactivos, difenilos clorados, hidrocarburos, aceites, grasas y cualesquiera otros productos en cuanto sean indicadores de posible contaminación. -Además deberá cumplir los parametros de la tabla que puedes encontrar aquí, en el código qr
1. Captación aguas de superficie y aguas subterráneas. 2. Tratamiento transformar e agua natural para el consumo humano 3. Distribución llevarlo hasta el grifo de las casas 4. Saneamiento recoger las aguas residuales Control: se realizan pruebas al agua; su pH debe estar entre 6,5 y 9,5 Proceso de tratamiento:
Causas del agua no potable: • Bacterias, virus; • Minerales, productos tóxicos • Depósitos o partículas en suspensión. • Sustancias orgánicas. • Radiactividad.
ANTES Y DESPUÉS: EL AGUA EN MADRID ANTIGÜEDAD Antiguamente el agua era recogida mediante los llamados “viajes del agua”.
Recolección de agua: El agua se recolectaba mediante pozos subterráneos en los viajes del agua, por los cuales se filtraba el agua y llegaba a las fuentes que había por Madrid.
Purificación del agua: El agua se filtraba en las rocas de los pozos purificándose, para después llegar a las fuentes.
Usos del agua: El agua era usada principalmente por ganaderos y agricultores.
Eliminación del agua de las ciudades: El agua era arrojada por la ventana al grito de ”¡Agua va!”, al no haber depuradoras , lo que producía un gran número de enfermedades y abundante suciedad en las calles.
VS
ACTUALIDAD Tras la creación del Canal de Isabel II y un sistema de alcantarillado y depuración de aguas residuales por Carlos III, los madrileños ahora podemos gozar de las ventajas de tener agua corriente en sus hogares.
Recolección de agua: El agua suele recolectarse en ríos, lagos,... Estas aguas son llevadas a las ETAP para su desinfección
Purificación del agua: Las aguas recolectadas hasta las potabilizadoras (ETAP), que potabilizan el agua mediante procesos químicos y físicos para consumo humano.
Usos del agua: Además del consumo uso en el hogar y agrícola, se usa para conseguir energía hidráulica.
Eliminación del agua de las ciudades: Gracias a los sistemas de alcantarillado, las aguas residuales son llevadas hasta las EDAR, donde son depuradas y devueltas al río.
PROBLEMAS DE LAS AGUAS RESIDUALES LAS AGUAS RESIDUALES NO SOLO TIENEN MAL OLOR, CONLLEVAN MUCHOS MÁS PROBLEMAS. MALOS OLORES Los desechos del agua hacen que el entorno tenga un olor no muy agradable.
CONTAMINACIÓN El agua residual contiene numerosos materiales para nada ecológicos con el medio ambiente.
PROBLEMAS EN LA VEGETACIÓN Muchos componentes de las aguas residuales son capaces de afectar a la flora del entorno. Los fosfatos y nitratos de estas aguas hacen que las plantas crezcan demasiado. Un crecimiento muy grande de las algas en un río puede generar falta de oxígeno a otros seres del ecosistema. GASES ANORMALES EN EL ENTORNO Las aguas residuales generan gases como el amoníaco, demasiado nitrógeno, y otros componentes que no son buenos para la vida de alrededor.
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Llamamos aguas residuales a las aguas que resultan después de haber sido utilizadas en nuestros domicilios, en las fábricas, en actividades ganaderas, etc.
Las aguas residuales aparecen sucias y contaminadas: llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de la industria y de los ganados, herbicidas y plaguicidas… y en ocasiones algunas sustancias muy tóxicas.
Estas aguas residuales, antes de volver a la naturaleza, deben ser depuradas. Para ello se conducen a las plantas o estaciones depuradoras, donde se realiza el tratamiento mas adecuado para devolver el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles.
Todavía existen muchos pueblos y ciudades de nuestro país que vierten sus aguas residuales directamente a los ríos, sin depurarlas. Esta conducta ha provocado que la mayoría de los seres vivos que vivían en esos ríos hayan desaparecido.
http://www.bioamp.es/waterproblems-solutions
¿Que son las aguas residuales? Las aguas residuales son la combinación de los residuos líquidos procedentes tanto de residencias como de instituciones públicas y establecimientos industriales y comerciales a los que pueden agregarse, eventualmente, aguas subterráneas...
Clasificación de las aguas residuales AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS (ARD): son las provenientes de las actividades domésticas de la vida diaria como lavado de ropa, baño, preparación de alimentos, limpieza, etc. Estos desechos presentan un alto contenido de materia orgánica, detergentes y grasas. Su composición varía según los hábitos de la población que los genera. AGUAS LLUVIAS (ALL): son las originadas por el escurrimiento superficial de las lluvias que fluyen desde los techos, calles, jardines y demás superficies del terreno. Los primeros flujos de ALL son generalmente muy contaminados debido al arrastre de basura y demás materiales acumulados en la superficie. La naturaleza de esta agua varía según su procedencia: zonas urbanas, rurales, semi rurales y aún dentro de estas zonas se presentan enormes variaciones según el tipo de actividad o uso del suelo que se tenga. RESIDUOS LÍQUIDOS INDUSTRIALES (RLI): son los provenientes de los diferentes procesos industriales. Su composición varía según el tipo de proceso industrial y aún para un mismo proceso industrial, se presentan características diferentes en industrias diferentes. Los RLI pueden ser alcalinos o ácidos, tóxicos, coloreados, etc, su composición refleja el tipo de materias primas utilizado dentro del proceso industrial. AGUAS RESIDUALES AGRÍCOLAS (ARA): son las que provienen de la
Tratamiento de las aguas residuales
escorrentía superficial de las zonas agrícolas. Se caracterizan por la presencia de pesticidas, sales y un alto contenido de sólidos en suspensión. La descarga de esta agua es recibida directamente por los ríos o por los alcantarillados.
La EDAR
Tipos de tratamiento Aquellos métodos de tratamiento en los que predominan los fenómenos físicos se conocen como operaciones unitarias,mientras que aquellos métodos en los que la eliminación de los contaminantes se realiza con base de procesos químicos o biológicos se conocen como procesos unitarios . TRATAMIENTOS PRELIMINARES Sirven para aumentar la efectividad de los tratamientos primarios,secuntgdarios y terciarios.Las aguas que fluyen desde los alcantarillados a las plantas de tratamiento (PTAR) son muy variables en su flujo y contienen gran cantidad de objetos voluminosos que no deben llegar a las diferentes unidades donde se realizan los tratamientos. TRATAMIENTOS PRIMARIOS Su principal objetivo es el remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar.Tiene diferentes alternativas según la configuración general y el tipo de tratamiento que se haya adoptado. TRATAMIENTOS SECUNDARIOS Su objetivo es remover su demanda biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa de un tratamiento primario ,además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentales .El tratamiento secundario intenta reproducir los fenómenos naturales de estabilización de la materia orgánica . TRATAMIENTOS TERCIARIOS Tienen el objetivo de remover contaminantes específicos ,usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o aún la remoción complementaria de contaminantes no suficientemente removidos en el tratamiento secundario.
DIFERENCIAS Las diferencias entre el tratado de aguas de la casa y la EDAR son: •En el tratado de aguas doméstico no se trata el agua con tantos químicos como en una EDAR. •En el tratado doméstico no se retiran por completo todos los desechos mientras que en la EDAR sí.
Araceli Hernández ,Laura Stoica,Carla Muñoz ,Ana Gutiérrez 3°C Grupo 4
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES ¿Qué son las aguas residuales? Son la combinación de los residuos líquidos procedentes de las casas… Las aguas residuales generan gases con mal olor que se deben a la descomposición orgánica de algunos materiales. También se encuentran en ellas muchos microorganismo que generan enfermedades en el ser humano. Lo bueno y por otra parte malo de estas aguas es que tienen muchos nutrientes que hacen que crezcan las plantas acuáticas.
Composición de aguas residuales:
En general las aguas residuales se clasifican así: AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS (ARD)
Componentes suspendidos Gruesos (inorgánicos y orgánicos) AGUAS RESIDUALES AGRÍCOLAS (ARA) Finos (inorgánicos y orgánicos) RESIDUOS LÍQUIDOS INDUSTRIALES (RLI) Componentes disueltos AGUAS LLUVIAS (ALL) Inorgánicos Orgánicos
TIPOS DE TRATAMIENTOS TRATAMIENTOS PRIMARIOS El principal objetivo es el de remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar -Sedimentación primaria: se realiza en tanques ya sean rectangulares o cilíndricos en donde se remueve de un 60 a 65% de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguas residuales. En la sedimentación primaria el proceso es de tipo floculento y los lodos producidos están conformados por partículas orgánicas.
–coagulación: la coagulación en el tratamiento de las aguas residuales es un proceso de precipitación química en donde se agregan compuestos químicos con el fin de remover los sólidos. El uso de la coagulación ha despertado interés sobretodo como tratamiento terciario y con el fin de remover fósforo, color, turbiedad y otros compuestos orgánicos.
TRATAMIENTOS PRELIMINARES aumentan la efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS El objetivo de este tratamiento es remover la demanda biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentables. LODOS ACTIVADOS BIODISCO LAGUNAJE FILTRO BIOLÓGICO
PLANTA DE AGUAS RESIDUALES Tamizado
Rejas
Microfiltración
+ INFO en códigos QR
TRATAMIENTOS TERCIARIOS Tiene el objetivo de remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o aún la remoción complementaria de contaminantes no suficientemente removidos en el tratamiento secundario. Como medio de filtración se puede emplear arena, grava antracita o una combinación de ellas. El pulido de efluentes de tratamiento biológico se suele hacer con capas de granulometría creciente, duales o multimedia, filtrando en arena fina trabajando en superficie. Los filtros de arena fina son preferibles cuando hay que filtrar flóculos formados químicamente y aunque su ciclo sea más corto pueden limpiarse con menos agua. La adsorción con carbón activo se utiliza para eliminar la materia orgánica residual que ha pasado el tratamiento biológico.
IES SAPERE AUDE 3º D Miguel Ruipérez Hugo Juan Sebastián
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EL ÁLBUM DEL AGUA
Captación:
Actualidad
Del manantial al grifo.
Siglo XVII
Viajes del agua.
Estanques y embalses, Canal Isabel II.
Tratamiento de las aguas residuales:
Tratamiento:
EDAR
Potabilizadora ETAP
Aguas residuales: Actualidad
Uso del agua: Siglo XVII
Siglo XVII
Primeros alcantarillados
Recogida del agua en el centro de las ciudades.
¡Agua va!
Actualidad
Media del uso del agua en una casa.