8 tecnologías que reducirán la contaminación ambiental

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Daniela Alejandra Espindola Villegas

Decía Hipócrates, el abuelo de la medicina, que es la dosis lo que hace el veneno. Con la tecnología pasa algo parecido: es su uso lo que determina que sea valiosa o perniciosa. Antibióticos que curan y combustibles fósiles que producen problemas respiratorios o envases estériles que protegen los alimentos de la contaminación y plásticos contaminantes son algunos ejemplos de esta dicotomía. Por suerte, los avances tecnológicos también nos ofrecen alternativas para reducir la contaminación o evitarla. En este artículo te contamos cuáles son las 8 innovaciones más interesantes con las que nos hemos topado en los últimos tiempos.

Reducir la contaminación del aire y atajar la presencia de CO2
Tal como hemos apuntado, el uso de combustibles fósiles ha redundado en la proliferación de enfermedades pulmonares en las ciudades, además de problemas de mayor envergadura como la generación de gases de efecto invernadero y el consiguiente calentamiento global. La verdadera solución pasa por un cambio de modelo que apueste por las energías renovables, así como otros patrones de consumo, pero también existen estrategias de mitigación de daños.

1. Sistemas de secuestro de carbono

El mejor CO2 es el que no se genera, pero una vez que está presente en el medio ambiente existen soluciones como los sistemas de secuestro de carbono que se están ensayando en lugares como Islandia. Otra de las estrategias es el uso de filtros específicos en las chimeneas de las fábricas. A su vez, el CO2 capturado puede utilizarse como materia prima.

2. Pinturas fotocatalíticas
¿Pueden los edificios contribuir a purificar el aire? El uso de pinturas fotocatalíticas que “devoran” el dióxido de carbono atmosférico gracias a componentes como el óxido de titanio abre la puerta a una nueva arquitectura que lo haga realidad.

3. Hormigón que captura el CO2
Los edificios no solo pueden depurar el dióxido de carbono por medio de pinturas inteligentes, sino que también pueden aprovechar una nueva generación de hormigón verde capaz de absorber CO2 y, de paso, reparar sus propias grietas y fisuras en el proceso. 

4. Impresión 3D para monitorizar la calidad del aire
Antes de atajar un problema, lo mejor es diagnosticarlo con precisión. En ese sentido, es fundamental contar con sensores asequibles y versátiles que puedan instalarse en cualquier lugar de una ciudad. Ese es el planteamiento de esos sistemas de medición de calidad del aire de los que hablamos recientemente. Se producen con impresión 3D y se programan con código abierto para que cualquiera pueda contar con un sistema de medición en su balcón.

Tecnologías para reducir la contaminación de la tierra
Descontaminar suelos o detectar niveles de polución elevados que permitan anticipar riesgos para la salud son dos enfoques complementarios a la hora de afrontar este tipo de contaminación que, según estadísticas de la Unión Europea, afecta a 2,8 millones de emplazamientos en el continente.

5. Uso de hongos para eliminar hidrocarburos
A veces no es necesario recurrir a la nanorrobótica u otras tecnologías complejas. En ocasiones se trata de buscar aliados en la naturaleza que puedan sumarse a la cruzada contra la polución ambiental. Hablamos del uso de hongos, una técnica conocida como micorremediación, que se ha ensayado para paliar la contaminación de hidrocarburos y otros materiales tóxicos en suelos industriales degradados.

6. Prevenir la contaminación de terrenos agrícolas
Uno de los grandes retos de contaminación de suelos agrícolas y acuíferos es la presencia de nitratos que provoca un fenómeno conocido como eutrofización, es decir, la proliferación de microalgas que consumen el oxígeno del agua y la convierten en una trampa mortal para la fauna. Sin embargo, el desarrollo de una nueva generación de sensores puede ayudar a los agricultores a limitar el uso de fertilizantes con nitrógeno al estimar la dosis exacta que necesitan los cultivos.
Innovaciones para obtener agua potable y proteger los océanos

Químicos como los PFA o los omnipresentes microplásticos son algunas de las amenazas que se ciernen sobre las masas de agua de nuestro planeta, ya se trate de mares, ríos o acuíferos. Hoy existen varios frentes tecnológicos abiertos para reducir la contaminación acuática. Algunos de ellos consisten en evitar la contaminación en origen, mientras que otros intervienen directamente sobre las zonas afectadas.

7. Uso de bacterias para depurar el agua de manera más eficiente
La depuración de las aguas residuales antes de que se liberen en el medio ambiente es una de las claves de un ciclo del agua gestiona con criterios sostenibles. Es el caso de Life CELSIUS, un proyecto basado en el uso de bacterias que, por medio de procesos anaeróbicos sin necesidad de fuentes de energía exógenas, es capaz de eliminar compuestos nitrogenados y materia orgánica de forma especialmente eficiente en climas cálidos.

8. Una depuradora doméstica
Los sistemas de depuración de agua no tienen por qué ser infraestructuras complejas. También es posible depurar el agua a escala doméstica, de tal forma que pueda emplearse para el riego y otros menesteres. Es la filosofía de Hydraloop, un innovador sistema compacto que puede reutilizar hasta un 85 % del agua consumida en el hogar mediante procesos avanzados como sedimentación, biorreactores aeróbicos y desinfección por luz ultravioleta.

Más allá del dióxido de carbono: Los otros gases de efecto invernadero

Al hablar de cambio climático, normalmente centramos la atención en las emisiones de dióxido de carbono (CO2), el más conocido de los gases de efecto invernadero. Incluso en los estudios científicos, las emisiones de este tipo de contaminantes se contabilizan en toneladas de CO2 equivalente. Desde esta perspectiva, es fácil minimizar el papel contaminante de otros gases que, aunque presentes en menores cantidades, su potencial de calentamiento global es significativamente más alto que el CO2 porque, aunque menos abundantes, son mucho más efectivos atrapando calor en la atmósfera, lo que aumenta su relevancia en las estrategias de mitigación del cambio climático.

La amenaza oculta del metano y el óxido nitroso
Aparte del CO2, probablemente el gas que más curiosidad despierta es el vapor de agua. Sin embargo, el ciclo del agua es lo suficientemente activo en todo el planeta como para que su acumulación no sea un problema. Pero además hay otros gases, estos sí, contaminantes, que tienen un efecto invernadero mucho mayor que el dióxido de carbono.

La medida de CO2 equivalente es útil para comprender el potencial de calentamiento global (PCG) de un gas. El PCG compara el efecto radiactivo de una cantidad específica de un gas de efecto invernadero con la misma cantidad de dióxido de carbono durante un período determinado, normalmente 100 años. Así pues, el CO2 equivalente equivale a la cantidad de CO2 necesaria para generar el mismo efecto invernadero que una tonelada del gas que se está midiendo.

Por eso son tan relevantes el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O), gases con un PCG considerablemente más alto que el CO2. El metano, según la investigadora Victoria Momyer, de la Universidad de Boston, y sus colaboradores, es 34 veces más potente que el CO2 en términos de PCG. Por su parte, el óxido nitroso tiene hasta 300 veces el potencial de calentamiento global del CO2.

Otros gases, como el clorodifluorometano, el tetrafluoroetano o el hexafluoruro de azufre, aunque presentes en cantidades menores, también son significativos debido a sus altos PCGs. Estos gases, frecuentemente utilizados en la industria y la manufactura, pueden tener un efecto desproporcionadamente grande en el calentamiento global, comparado con su concentración en la atmósfera.

¿De dónde vienen estos contaminantes?
El origen del metano es múltiple. Las fuentes conocidas más relevantes de emisiones de CH4 son proceden de la producción de carbón y gas natural. Estudios recientes, como el llevado a cabo por Hossein Maazallahi y colaboradores de la Universidad de Utrech (Países Bajos), han identificado áreas urbanas como fuentes importantes de emisiones de CH4 originadas principalmente por la red de distribución de gas natural y otras infraestructuras relacionadas con combustibles fósiles.

Pero la agricultura y, sobre todo, la ganadería también son fuentes de metano. En la ganadería, se produce principalmente durante la fermentación entérica en el tracto digestivo de los rumiantes y desde el estiércol almacenado. Por otro lado, los ecosistemas acuáticos como humedales y arrozales son fuentes notables de metano por la actividad de microorganismos metanogénicos en condiciones anaeróbicas.

Además, el permafrost, especialmente en Siberia, almacena grandes cantidades de metano que, en caso de descongelarse por el aumento de las temperaturas globales, podrían liberarse a la atmósfera causando un problema de contaminación masivo.

En cuanto al óxido nitroso, es emitido principalmente por procesos relacionados con la agricultura, como el uso de fertilizantes nitrogenados, y en menor medida por la combustión de combustibles fósiles, incluido el transporte motorizado. Parte de las emisiones de N2O también proviene de la descomposición de materia orgánica en suelos y aguas.

En España, en el año 2021 —la última actualización del Instituto Nacional de Estadística—, se estimó que las emisiones totales fueron de unas 234 000 toneladas de CO2, a las que se sumarían unas 1120 toneladas de CH4 (38 000 toneladas de CO2 equivalente) y casi 60 toneladas de N2O (18 000 toneladas de CO2 equivalente). Más del 25 % de estas emisiones proceden de la industria manufacturera, un 17 % más del sector primario, en torno al 15 % de los servicios de suministro, y casi el 13 % de los servicios de transporte y almacenamiento.

Un enfoque amplio en la lucha contra el cambio climático
Aunque la lucha contra las emisiones de CO2 es esencial para abordar el cambio climático, no es suficiente. Es necesario además impulsar medidas específicas de mitigación para el metano y el óxido nitroso, ambos gases con gran impacto en el calentamiento global.

Dado que la industria es la mayor fuente de emisiones de CH4 y N2O, se propone la puesta en marcha de tecnologías más limpias y eficientes, así como mejorar el tratamiento de residuos industriales.

En la agricultura y ganadería, se busca la promoción de prácticas agrícolas más sostenibles. En este sentido, el investigador Daniel Plaza-Bonilla, de la Universidad de Lleida, y sus colaboradores, tienen un trabajo prometedor donde abordan la reducción de emisiones de óxido nitroso en sistemas agrícolas.

Otra fuente importante de emisiones es el suministro energético; en este sentido, los objetivos prioritarios pasan por transicionar a un modelo de producción basado cada vez más en fuentes de energía renovables y mejorar la eficiencia energética. Además, es necesario fomentar la preferencia por el transporte a pie, en bicicleta o en transporte público, para acercarnos a unas ciudades de quince minutos, más sostenibles y en las que se minimicen las emisiones por transporte.

Sin duda, todos estos avances son necesarios en la transición hacia un mundo más sostenible, pero aún no son suficientes. El decrecimiento es, también, una necesidad, en tanto que implica un cambio de paradigma para reducir emisiones y consumo, a cambio de producir lo realmente necesario, que termine en manos de quienes lo necesitan.

Contaminación de agua (III): AUTODEPURACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

El interés del ser humano por un abastecimiento de agua adecuado y por la utilización de sistemas para eliminar aguas residuales viene desde la antigüedad. Se tienen datos de restos arqueológicos, de letrinas neolíticas, restos de tuberías de arcilla, fuentes y acueductos romanos, 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.

LA AUTODEPURACIÓN
La autodepuración es un proceso que tiene lugar en las aguas naturales, y consiste en una serie de mecanismos de sedimentación de las partículas presentes en ellas y de procesos químicos y biológicos que producen la degradación de la materia orgánica existente para su conversión en materia inorgánica, que servirá como nutriente a las algas, haciendo aumentar su actividad fotosintética y enriqueciendo de O2 el agua. Con ellos se elimina la materia extraña del agua y se restablece el equilibrio natural.

En un río contaminado se distinguen las siguientes zonas desde el foco de contaminación:

a) Zona de degradación. Inmediatamente aguas abajo del vertido, presenta aspecto sucio y maloliente. Aquí se inicia la descomposición de la materia orgánica, contribuyendo también algas verdes, oligoquetos y larvas de insectos. Consumen el oxígeno disuelto siendo inferior al 40 % y desprenden gases, CO, H2S y NH3, que le dan un olor desagradable. El agua se vuelve más oscura y de aspecto putrefacto (zona séptica). El OD es muy bajo y la DBO es muy elevada. Los organismos que viven en esta zona son característicos de aguas muy sucias (gusanos Tubifex, larvas de insectos, hongos…).

b) Zona de recuperación. El oxígeno del aire y el procedente de la fotosíntesis permiten la oxidación de la materia orgánica. Las aguas se vuelven más claras, recuperándose el contenido normal de oxígeno próximo a la saturación. Insectos y crustáceos empiezan a poblar las aguas.

c) Zona de aguas limpias. Presenta características similares a las que tenía antes de recibir el vertido, siendo normales la vida animal y vegetal. Para que un río pueda recuperar esta zona, la concentración de materia orgánica no debe superar los 0'5 g/L.


TRATAMIENTO DE 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.

1. SISTEMAS DE DEPURACIÓN NATURAL O BLANDA
Los sistemas de depuración natural se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales (por ejemplo las balsas artificiales). Estos mecanismos requieren poco gasto de instalación y mantenimiento, puesto que apenas emplean equipos mecánicos o eléctricos, y son adecuados para zonas con pocos recursos económicos.

El lagunaje consiste en la construcción de lagunas artificiales, poco profundas, que se llenan con el agua a depurar. Ésta permanece allí durante meses, en los cuales tiene lugar una sedimentación de materiales sólidos en suspensión y una degradación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia, llevada a cabo en dos diferentes tipos de lagunas por los microorganismos presentes en el agua. El tiempo y la acción de estos microorganismos llevan a una depuración del agua contaminada.

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 éstos puedan ser eliminados o reducidos, y se devuelva al receptor agua con alteraciones mínimas. La ventaja que presentan respecto a los sistemas de depuración blanda es la mayor rapidez y el mayor volumen de la depuración.

En una estación depuradora convencional podemos diferenciar:

a) 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.

b) 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.

c) Línea de gas. Está formada por el proceso a que es sometido el biogás generado en el tratamiento de los lodos o fangos.

A) LÍNEA DE AGUA
Comprende los siguientes procesos:

1. 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, filtros de cigarrillos...), 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 rejillas más o menos gruesas de los materiales más voluminosos. Posteriormente, y mediante una cinta transportadora, se depositan en contenedores para su transporte a vertederos o incineradoras.

- Desarenado, es un sistema de circulación del agua en cámaras a velocidades controladas 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. Se lleva a cabo mediante los mismos procesos que en el caso anterior, por lo que al controlar la velocidad del agua, las grasas, menos densas, se quedan en la superficie favoreciéndose este proceso por la adición de agentes espumantes. Además, la inyección de aire (aireación) facilita aún más la permanencia en superficie de los materiales antes citados, que son retirados con dispositivos de recogida superficial. Ambos procesos, desarenado y desengrasado, se suelen realizar juntos.

2. 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 precipitación. Finalmente, existen procesos de neutralización o ajuste de pH que permiten los tratamientos posteriores.

3. Tratamiento secundario o biológico. Es un conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica presente en el agua residual. Se llama tratamiento biológico, porque en él participan microorganismos vivos. Sirve para eliminar las sustancias orgánicas que permanecen después del tratamiento anterior y, por tanto, para reducir la DBO de las aguas residuales.

El proceso se basa en la descomposición de la materia orgánica por la acción de organismos aerobios, como sucede de forma natural en los ríos. Podemos resumir el proceso mediante la reacción:

M.ORGÁNICA + MICROORGANISMOS + OXÍGENO à CO2 + H2O + NUEVOS MICROORGANISMOS

La mayor parte de las EDAR vierten las aguas a los ríos, lagos o mares tras este tratamiento.

Para realizar los tratamientos secundarios se han desarrollado los métodos siguientes:

- Lodos activados. Este sistema consiste en dejar crecer millones de bacterias en un depósito agitado y aireado, al que se alimenta con el agua para depurar. La mezcla de microorganismos descomponedores con el agua residual se agita continuamente para facilitar el contacto y para evitar la sedimentación de los agregados (flóculos) que se forman.

Después de un tiempo, se envía esa mezcla a un decantador secundario, en el cual se separan del agua, por sedimentación, los fangos o lodos (masa de microorganismos con restos de materia orgánica). Un porcentaje de estos fangos se devuelve al tanque de aireación para mantener en él la suficiente biomasa activa, mientras que el resto se somete a un proceso de tratamiento. Con este proceso se elimina entre un 85 y un 90 % de la DBO.

- Lechos bacterianos. Este método de depuración consiste en hacer pasar el agua residual a través de un filtro de varios metros de altura formado por una masa de piedras de unos 10 cm de diámetro, en cuya superficie los microorganismos descomponedores forman una película. Los filtros están provistos de drenajes en la parte inferior para recoger el agua depurada y se mantienen en condiciones aerobias.

Para que todos estos procesos se desarrollen con normalidad es necesario controlar la cantidad de O2 presente, temperatura, pH y las sustancias tóxicas que se puedan generar o introducir.

4. 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 pocas estaciones depuradoras. Su empleo posibilitaría la reutilización del agua depurada.

5. Desinfección. Es un tratamiento final destinado a evitar problemas de salud debido 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, y la ozonización, o empleo de O3, 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, como analizaremos a continuación.

B) LÍNEA DE FANGOS O BIOSÓLIDOS
Comprende los siguientes procesos:

1 . Espesamiento de fangos, cuya finalidad es reducir 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. Para ello se emplean los espesadores, que se basan en mecanismos de gravedad o flotación.

2 . Estabilización de fangos, 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, por lo que se airean los fangos para que los microorganismos puedan actuar.

MATERIA ORGÁNICA + O2 —> FANGO DIGERIDO + CO2 + H2O

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.

3. Acondicionamiento químico , mediante la adición de productos químicos (cal, cloruro férrico) o calor a presión, para provocar la coagulación de sólidos y facilitar así el siguiente proceso.

4. Deshidratación , mediante secado, filtros prensa y centrifugación, para eliminar el agua que todavía contienen los fangos.

5. Eliminación . Una vez desecados, pueden ser eliminados mediante tres procesos:
Incineración. Se produce una destrucción de la materia orgánica reduciéndose el volumen.
Descarga en vertederos. Consiste en alternar capas de arcilla (impermeable) con capas de fangos.
Usos agrícolas. Una vez desinfectados y secos se usan como abonos químicos. En otros casos, se someten a un proceso de degradación aerobia o anaerobia para fabricar compost.

C) LÍNEA DE GAS
El gas resultante de la digestión de fangos constituye la llamada línea de gas, ya que puede ser reutilizado para generar calor que pueda aplicarse tanto a la fermentación de lodos, a sistemas de calefacción de edificios, como 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 que tienen las estaciones depuradoras.

Contaminación de agua (II) CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS CONTINENTALES

La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que el agua está contaminada cuando su composición o su estado natural se ven modificados, de tal modo que el agua pierde las condiciones aptas para los usos a los que estaba destinada. Así pues, un agua contaminada presenta alteraciones en sus propiedades físicas (temperatura, color, densidad o radiactividad) y químicas (composición), que resultan perjudiciales para un uso posterior, como el consumo humano, o para su función ecológica.

El 72 % de los ríos, lagos y arroyos del mundo están contaminados por vertidos urbanos o industriales. Por otra parte, más de la mitad de las enfermedades infecciosas conocidas dependen del agua para su transmisión, pues los agentes patógenos se desarrollan en las aguas insalubres. Estas aguas son a menudo las únicas disponibles para la población, por lo que el agua mata al menos 25 millones de personas al año en los países en vías de desarrollo.

Causas de la contaminación
Los principales causantes de la contaminación del agua son:
Los vertidos de aguas residuales urbanas . Todas las ciudades y zonas urbanizadas generan residuos que van a parar al agua. Dentro de los vertidos urbanos pueden diferenciarse: las aguas domiciliarias (con productos de limpieza, jabones, materias grasas, otros restos de la cocina, arenas y papel del lavado de locales), las aguas negras procedentes de la defecación de las personas (12 a 15 litros por habitante y día), las aguas de la limpieza viaria y riego, y las aguas de lluvia, de características variables según la contaminación atmosférica.

La composición de estos vertidos es variada, pero, en general, contienen gran cantidad de microorganismos (algunos patógenos), materia orgánica, abundantes nutrientes (fósforo y nitrógeno), detergentes y materias flotantes.
Los vertidos industriales. Numerosas industrias utilizan agua para diferentes fines (procesado, refrigeración, transporte, etc.), por lo que las características de susvertidos son muy variadas. Algunas industrias son especialmente contaminantes. Por ejemplo, el refinado de petróleo genera aguas con residuos químicos, cianuros, grasas, fenoles, sólidos, materiales tóxicos diversos y álcalis que aumentan el pH. La industria metalúrgica produce vertidos de similares características y agua caliente. Las industrias del papel, de los curtidos de pieles y de textiles vierten aguas en las que predominan los residuos químicos orgánicos, los sólidos, los detergentes y algunas sustancias tóxicas. Por último, las industrias químicas y farmacéuticas pueden emitir sustancias realmente peligrosas, como metales pesados y material químico tóxico y biológico, si no se someten a un control exhaustivo.

Muchas industrias de países desarrollados construyen sus fábricas en países del Tercer Mundo en los que hay menos controles ambientales. De esta forma exportan el problema de sus vertidos.

Los vertidos de las explotaciones ganaderas. Las explotaciones ganaderas pueden aportar al agua grandes cantidades de estiércol y purines. En estos vertidos destaca la presencia de contaminantes, como microorganismos patógenos, sólidos en suspensión, materia orgánica, nitrógeno y fósforo.

Los vertidos de aguas residuales agrícolas. Las aguas residuales agrícolas contienen fertilizantes inorgánicos, abonos, plaguicidas diversos y sales disueltas en el agua de riego.

Otras causas. El uso de embarcaciones a motor con fines recreativos o para el transporte puede disminuir la calidad del líquido por la presencia de hidrocarburos y por la agitación del agua, que afecta al plancton.

La construcción de presas que retienen el agua de los ríos modifica su caudal y provoca alteraciones en el medio acuático.

Las explotaciones mineras también vierten compuestos contaminantes, sobre todo metales. Los más destructivos son el cobre, el cadmio, el cinc, el plomo y el mercurio.

El aporte de los vertidos al agua puede producirse en un lugar concreto, y entonces se habla de fuentes puntuales de contaminación. Este es el caso de la mayoría de los efluentes de las fábricas, de las plantas de tratamiento parcial de aguas residuales urbanas, de las minas o de la lixiviación de los vertederos. En el caso de una descarga de contaminantes sobre una región extensa, se habla de fuente dispersa. Este tipo de vertidos procede principalmente de las explotaciones agrícolas y ganaderas.

POTABILIZACIÓN DEL AGUA
Es el conjunto de procesos físico-químicos que transforman el agua "natural" en agua potable, apta para el consumo. El tratamiento dependerá de la naturaleza y calidad del agua de partida. Se realiza en Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP).

Los principales procesos que se pueden dar en una planta potabilizadora son:

1. Desbaste y tamizado. Así se eliminan la mayor parte de materiales sólidos más gruesos. Se realiza mediante una serie de rejas y tamices autolimpiables de tamaños cada vez más finos.

2. Decantación. Tiene como finalidad la eliminación de partículas sólidas en suspensión mediante la adición de agentes floculantes (alumbre) que producen la precipitación de material particular.

3. Aireación. Se trata de poner en contacto el agua con el aire para eliminar sustancias volátiles (CO2, H2S) y oxidar algunos elementos como Fe y Mn.

4. Filtración. Consiste en la retención en un medio poroso de las partículas más finas que se mantienen en suspensión. Se suelen utilizar los filtros de arena.

5. Desinfección. Para hacer el agua potable es necesario eliminar todos los organismos patógenos de transmisión hídrica. El procedimiento más usual es la cloración, pues el cloro tiene acción germicida, oxidante, elimina las algas y destruye compuestos que producen olor y sabor. En la actualidad se utiliza una desinfección mixta con ozono.

Contaminación del agua (I)

La contaminación del agua es, “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 posteriores o con su función ecológica”.
* El agua contaminada presenta alteraciones de sus propiedades físicas: temperatura, color... y químicas.
* El 72% de las aguas superficiales del mundo están contaminadas por vertidos urbanos e industriales.
* El agua contaminada con agentes infecciosos mata a 25 millones de personas al año.
La mitad de las enfermedades infecciosas dependen del agua para su transmisión y lo hacen en aguas insalubres. Esta agua a veces son las únicas disponibles para el consumo.


Los agentes contaminantes los podemos clasificar en tres grupos:
a) Contaminantes biológicos.

El agua puede contener materia orgánica y microorganismos patógenos que la convierten en causa o vehículo de enfermedad si se utiliza para satisfacer las necesidades biológicas, actuando como un factor limitante del desarrollo económico y social. Se contamina básicamente por los excrementos humanos o animales y por las aguas residuales. Esta contaminación fecal incorpora una variedad de organismos patógenos relacionados con las enfermedades que pueden existir en la comunidad en ese momento.

Los organismos negativos más adaptados son los hongos, protozoos y algas, que pueden producir sustancias tóxicas, infecciones y disminuir las cualidades organolépticas del agua. Las bacterias y los virus tienen una capacidad de supervivencia más baja, y por lo tanto su transmisión tiene que ser rápida.

b) Contaminantes químicos.
Atendiendo al metabolismo de los contaminantes los podemos diferenciar en:

* Biodegradables. Son compuestos que se descomponen generalmente por la acción de microorganismos o por el Sol, en sus componentes orgánicos, en un corto plazo. Es el caso de los nitratos y fosfatos, procedentes de los fertilizantes o de la descomposición de materia orgánica.

* No biodegradables. Son compuestos obtenidos por síntesis química, tales como plásticos, pesticidas, metales pesados… que al ser extraños al ecosistema, casi no encuentran organismos con equipos enzimáticos capaces de degradarlos, pudiendo llegar a concentraciones peligrosas, al acumularse en cada eslabón de las cadenas tróficas.

Compuestos orgánicos tales como plaguicidas, policlorobifenilos (PCBs) y detergentes, pueden alterar el sabor, olor y color natural, producir espumas y alcanzar toxicidad por bioacumulación (acumulación progresiva de sustancias tóxicas persistentes en los seres vivos, ya sea directamente del ambiente que les rodea o indirectamente a través de la cadena alimenticia) en los organismos acuáticos.

c) Contaminantes físicos.

- Radiactividad, procedente de fuentes naturales (rayos cósmicos, suelo...) o actividades humanas (líquidos refrigerantes de centrales, residuos radioactivos de actividades médicas, de investigación o industriales). Se acumulan en los lodos de los embalses y fondos oceánicos. Son mutagénicos y tienen efectos cancerígenos.

- Sólidos en suspensión. La presencia de partículas groseras y coloidales, inorgánicas u orgánicas, interfieren la penetración de la luz, disminuyendo la flora aerobia, la capacidad de autodepuración, y dificultan su tratamiento en las plantas potabilizadoras.

- Temperatura. Es una forma importante de contaminación en sistemas acuáticos y ocurre generalmente, cuando el agua utilizada para el enfriamiento de las plantas generadoras de energía es liberada al medio ambiente a una temperatura mayor de la que se encontraba naturalmente (entre 9 y 20 °C más caliente).

El aumento de temperatura produce una disminución en los niveles de oxígeno disuelto en el agua, sobre todo si existe contaminación orgánica, y un aumento en la velocidad de las reacciones químicas, lo que reduce la capacidad autodepuradora de las aguas y eleva la toxicidad de algunas sustancias.


Efectos asociados a contaminación térmica del agua


1 . Altera la composición del agua disminuyendo su densidad y la concentración de oxígeno disuelto.

2 . Provoca que especies no tolerantes a temperatura altas dejen de existir (peces y larvas) o emigren a otras regiones.

3 . Produce cambios en las tasas de respiración, crecimiento, desarrollo embrionario, alimentación y reproducción de los organismos del ecosistema.

4 . Estimula la actividad bacteriana y parasítica (hongos, protozoos, nematodos...), haciendo el sistema más susceptible a enfermedades y parasitosis por organismos oportunistas.

5 . Aumenta la susceptibilidad de los organismos del ecosistema a cualquier contaminante, ya que el metabolismo de los organismos debe modificarse para soportar el estrés de tener que sobrevivir a una temperatura anormal.

6 . Modifica los periodos de reproducción de muchas especies, lo que puede desembocar en el crecimiento exagerado de algunas especies y la desaparición de otras. El crecimiento y la fotosíntesis de las plantas aumenta.

7 . Reduce la viscosidad del agua y favorece los depósitos de sedimentos.

8 . Varía el olor y el sabor de las aguas debido a la disminución de la solubilidad de los gases y el aumento de la capacidad disolvente.

9 . Provoca trastornos en las cadenas alimenticias de los ecosistemas acuáticos.

Parámetros indicadores de la contaminación hídrica
Los indicadores de la contaminación del agua pueden ser de tres tipos: químicos, físicos y biológicos (bioindicadores). Los indicadores positivos revelan una buena calidad del agua; los indicadores negativos revelan algún tipo de contaminación.

1) Indicadores químicos. Dependen de factores químicos. Entre ellos están:

Demanda química de oxígeno (DQO ). Estima la cantidad de oxígeno necesaria para la oxidación por medios químicos de la materia orgánica presente en el agua. Se mide en mg (O2)/L.
Demanda biológica de oxígeno (DBO) . Mide la cantidad de oxígeno necesaria para que los microorganismos aerobios descompongan toda la materia orgánica presente en una muestra de agua. Se obtiene dejando la muestra aislada, a temperatura constante de 30 °C durante varios días y midiendo la concentración de O2 periódicamente. El valor más representativo se obtiene después de cinco días por lo que este parámetro se denomina también DBO5. Se mide en mg (O2)/L.

Oxígeno disuelto (OD) .Calcula la concentración de oxígeno disuelto en el agua en mg (O2)/L.

Carbono orgánico total (COT) . Mide la cantidad total de carbono que forma parte de compuestos orgánicos en una muestra de agua. Se mide en mg (C)/L.

Concentración de nitritos y nitratos . Indica contaminación reciente con materia orgánica y con abonos agrícolas.

Valor de pH .Determina la concentración de iones H+ (acidez) o de iones (OH)- (alcalinidad) del agua. Se mide en una escala de 0 (muy ácido) a 14 (muy alcalino).

Dureza . Valora la concentración de sales de calcio y magnesio (Ca2+ y Mg2+).
* Indicadores físicos. Dependen de factores físicos. Destacan:
* Transparencia. La turbidez indica la presencia de sólidos en suspensión.
* Temperatura. El aumento de temperatura disminuye la solubilidad del oxígeno.
* Color. Delata la presencia de materia orgánica en suspensión, microorganismos u otro tipo de sustancias, como metales.* Conductividad eléctrica. Indica la presencia de sales disueltas que actúan como electrolitos.2) Indicadores biológicos. Corresponden principalmente a la presencia de determinados organismos:Larvas de plecópteros y de efímeras; truchas, salmones y cangrejos de río. Estos organismos viven en aguas limpias y bien oxigenadas.

Tubifex . Es un anélido que vive en aguas muy contaminadas.

Vegetación flotante, lentejas de agua, agua de color verdoso . La proliferación de plantas y algas unicelulares y pluricelulares indica eutrofización del agua.

Cifras sobre la contaminación del agua

-Sólo el 0.007% del agua existente en la Tierra es potable, y esa cantidad se reduce año tras año debido a la contaminación.

-De media, cada río de EEUU está contaminado con 1 milímetro de colesterol por cada millón de litros de agua, una concentración equivalente a un rectángulo de papel higiénico en un rollo que diera la vuelta al mundo dos veces y media.

-Se estima que, sólo en Estados Unidos, la industria genera cerca de 3,63 millones de toneladas de contaminantes orgánicos peligrosos cada año, y que únicamente un 10% de estos contaminantes se evacúa de manera ecológicamente aceptable. Las industrias que utilizan materias primas orgánicas son las que contribuyen de manera más significativa a la carga de contaminantes orgánicos, siendo el sector de la alimentación el que más contamina.

-El percloroetileno, un disolvente que se usa en la limpieza en seco, resulta tan tóxico para los seres humanos que la ley sólo permite concentraciones muy bajas: 5 partes por cada mil millones en agua, que es equivalente a cinco gotas de gasolina en un vagón cisterna con una capacidad de 113.500 litros.

-Muchos fármacos cotidianos logran llegar hasta el suministro de agua, pero los niveles de contaminación suelen ser bajos. Si la presencia de un medicamento es de 1 parte por cada mil millones, haría falta que una persona bebiera 3,8 litros de agua diarios durante años para consumir el equivalente a una pastilla de un medicamento común. En el caso de una pastilla de Valium: 3,5 años. Una cápsula de Benadryl: 14,5 años. Una pastilla de Tylenol infantil: 58 años. Afortunadamente, la homeopatía es una estafa.

-La Tierra contiene unos 525 millones de kilómetros cúbicos de agua. La cantidad de agua que contiene nuestro planeta no ha disminuido ni aumentado en los últimos dos mil millones de años. Durante un período de 100 años, una molécula de agua pasa 98 años en el océano, 20 meses en forma de hielo, 2 semanas en lagos y ríos y menos de una semana en la atmósfera. El agua disuelve más sustancias que cualquier otro líquido.